اولین اندازه گیری الکترون انرژی توزیع را فعال پایدار فن آوری های انرژی

برای پاسخ به یک سوال مهم به فن آوری های مانند انرژی, تبدیل یک تیم از محققان در دانشگاه میشیگان دانشگاه پوردو و دانشگاه لیورپول در انگلیس را نمیفهمد یک راه برای اندازه گیری که چگونه بسیاری از "داغ اتهام حمل"--به عنوان مثال الکترون با انرژی اضافی--در حال حاضر در یک فلز نانوساختار.

"برای مثال اگر شما می خواهید به استخدام نور برای تقسیم آب به هیدروژن و اکسیژن شما می توانید با استفاده از شارژ حامل زیرا الکترون ها که پر انرژی تر به آسانی می تواند شرکت در واکنش و رانندگی واکنش سریع تر است. که یکی از استفاده ممکن است برای حامل های انرژی تبدیل یا ذخیره سازی برنامه های کاربردی" گفت: Edgar Meyhofer استاد مهندسی مکانیک در U-M که co-led پژوهش.

ولادیمیر Shalaev استاد مهندسی برق و کامپیوتر led سهم از پوردو. این یافته ها همچنین تایید می کنند که نازک تر فلزات کارآمد تر در استفاده از نور برای تولید داغ اتهام حمل. نور می تواند درایو حرکت الکترون ها بر روی سطوح از مواد مانند طلا و نقره ایجاد امواج شناخته شده به عنوان سطح پلاسمونهای. این امواج به نوبه خود می تواند تولید داغ اتهام حمل.

محققان در مقایسه معمول توزیع شارژ حامل انرژی به هوا در دمای اتاق: مولکول های هوا نه همه را همان انرژی--آنها به طور متوسط انرژی منعکس شده است متوسط. انرژی منفی به اتهام الکترون با بار مثبت شارژ سوراخ معمولا به دنبال مشابه توزیع در داخل مواد. اما در مواد است که پشتیبانی از پلاسمونهای سطحی نور می تواند مورد استفاده قرار گیرد به انرژی اضافی به اتهام برخی از حامل به عنوان اینکه این مواد بسیار داغتر--بیش از 2000 درجه فارنهایت است.

این تیم ایجاد شده داغ اتهام حمل توسط تاباندن نور لیزر بر روی یک طلا فیلم فقط 13 نانومتر ضخامت و یا صد و یا طلا اتم ضخیم با پشته فاصله به طوری که آنها خواهد طنین انداز با نور لیزر و تولید امواج پلاسمون. سپس آنها را اندازه گیری انرژی از هزینه حامل های طراحی شده توسط آنها را از طریق دروازه بان مولکول ها را به یک الکترود طلا--نوک یک اسکن میکروسکوپ تونل زنی.

کلید این آزمایش این است که این دروازه بان مولکول که سنتز شده توسط تیم لیورپول به عنوان به خوبی به عنوان یک شرکت خصوصی است. مولکول اجازه می دهد تنها هزینه حمل با انرژی خاصی منتقل می شود. با تکرار این آزمایش با مولکول های مختلف محققان نمیفهمد انرژی توزیع شارژ حامل.

"الکترون می تواند از فکر به عنوان اتومبیل های در حال اجرا در سرعت های مختلف در یک بزرگراه است. این مولکول به عنوان یک اپراتور--آن را تنها اجازه می دهد تا اتومبیل های سفر در یک سرعت خاص به تصویب از طریق" گفت: Kun وانگ یک همکار فوق دکترا در Meyhofer گروه.

محققان همچنین مقایسه آن را به یک منشور است که جدا از طیف الکترون انرژی به جای رنگ در نور است.

وانگ صرف بیش از 18 ماه کار با Harsha ردی یک دانشجوی دکتری در مهندسی برق و کامپیوتر در پوردو در چگونه به این ایده کار می کنند.

"این ایده مولکولی فیلتر شد چیزی که هیچ کس دیگری در این زمینه متوجه شده در گذشته گفت:" ردی که با این نسخهها کار در Shalaev آزمایشگاه.

هنگامی که آنها در حال توسعه موفق روش وانگ و ردی تکرار آزمایش با یک طلا دوم ساختار این یکی حدود 6 نانومتر ضخامت دارد. این ساختار تولید شده داغ اتهام حمل و موثر تر از 13 نانومتر نسخه.

"این چند رشته ای تحقیقات پایه تلاش میریزد نور در یک راه منحصر به فرد برای اندازه گیری انرژی از اتهام حامل. این نتایج انتظار می رود که نقش مهمی در توسعه برنامه های کاربردی آینده در تبدیل انرژی و نورکافت و photodetectors مثلا که علاقه زیادی به وزارت دفاع گفت:" Chakrapani بنارس مدیر برنامه های این تیم چند رشته ای تحقیقات دانشگاه طرح بودجه توسط ارتش پژوهش ،

با این روش در حال حاضر نشان داد این تیم معتقد است که دیگران می توانند با استفاده از آن به بررسی و بهینه سازی نانوساختارهای. این مهم در برنامه های کاربردی مانند تبدیل نور خورشید به انرژی شیمیایی به دلیل تعداد از اتهام حامل تاثیر می گذارد که چگونه به خوبی یک کاتالیزور می تواند نور مستقیم انرژی به سمت یک واکنش شیمیایی.

###

مطالعه منتشر شده در مجله علوم. بودجه اضافی از وزارت انرژی و دفتر تحقیقات نیروی دریایی. دانه بودجه از U-M-گروه مهندسی مکانیک پشتیبانی مکمل محاسبات.

مطالعه چکیده: تعیین پلاسمونی داغ-حامل های انرژی توزیع از طریق تک مولکول های اندازه گیری حمل و نقل

ادگار Meyhofer Pramod سنگی-ردی ولادیمیر Shalaev

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.