光激活固态引入发光氧缺陷到半导体单壁碳纳米管中
应用物理
2024-02-09 v1 材料科学
摘要
半导体单壁碳纳米管（SWCNT）中的氧缺陷是由环氧基或醚基团形成引起的碳晶格局部破坏，通常通过湿化学反应实现。相关的电子结构修饰可以导致发光态，其发射能量低于近红外范围内原始SWCNT的发射能量，这使其成为生物传感和单光子发射器应用的有前景候选。在这里，我们展示了一种使用固态光催化方法将发光氧缺陷可控引入单手性(6,5) SWCNT网络中的方法。在痕量水和氧气存在下，对过渡金属氧化物TiOx和ZnOx的光反应表面上的SWCNT进行紫外光照射，产生反应性氧物种，这些物种引发与碳晶格的自由基反应并形成氧缺陷。产生的醚-d和环氧化物-l缺陷构型产生了两种不同的红移发射特征。光活性氧化物的化学和介电性质影响最终的缺陷发射性质，其中TiOx基底上的氧功能化SWCNT比ZnOx基底上的或玻璃上的原始SWCNT更亮。纳米管的光诱导功能化进一步用于在(6,5) SWCNT网络中创建具有微米分辨率的氧缺陷横向图案，从而实现空间可控的缺陷发射。
引用
@article{arxiv.2402.05572,
title = {Photo-Activated, Solid-State Introduction of Luminescent Oxygen Defects into Semiconducting Single-Walled Carbon Nanotubes},
author = {Sonja Wieland and Abdurrahman Ali El Yumin and Simon Settele and Jana Zaumseil},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.05572},
year = {2024}
}