科学家发现了一种在室温下创造和捕捉三胞胎的方法

《ACS中央科学》发表的一篇研究论文中有描述。

该论文的高级作者、大学化学与生物化学教授王说：“这项工作使三酮的合成非常有效，并提供了一种前所未有的操纵它们的方法。”“有了稳定和捕获三胞胎的能力，我们就有可能为研究控制LED和光伏技术以及发展量子信息技术的过程建立一个非常干净的系统。”

在这项新的研究中，王鹤和他的同事利用化学反应在单壁碳纳米管表面产生缺陷。缺陷导致纳米管导电表面的能量分布下降。认为这些下沉流动的带电粒子可能落入内井。

缺陷产生后，研究人员将光子对准纳米管，并在缺陷处观察到明亮的发光。特征波长的每次发射表明电子和称为激子的粒子被捕获在缺陷位置并结合形成三重态。

当研究人员将光子对准碳纳米管时，就会产生激子。当碳纳米管吸收光子时，纳米管中的电子从基态被泵浦到激发态，留下带正电荷的空穴。而空穴和电子紧密结合形成一对电子-空穴对，称为激子。根据研究人员的说法，当一个激子和一个电子落入由化学缺陷引起的陷阱中时，它们将结合形成由两个电子和一个空穴组成的三重态。随着三个离子的衰变，它释放出光子，导致研究人员观察到明亮的发光。

王说，“这就像把原子物理学带入化学实验室，”王说。“化学缺陷造成的陷阱就像一个原子烧杯，只有一个‘束缚’事件。令人兴奋的是，on决定了tri的能级，可以通过化学反应很好地操纵。这意味着我们有可能控制tri的能量和稳定性。”

王说，通过改变纳米管表面产生的化学缺陷的性质，可以精确控制其捕获的tri的电荷、电子自旋等性质。王和他的合作者在这项研究中观察到的囚禁三子比报道的最亮三子亮7倍多，它们的寿命比自由三子长100多倍。

王鹤和他的团队打算继续发展他们的方法，以精确控制在碳纳米管上故意制造缺陷的tri的合成，并研究tri的基本光物理和光学特性。

可靠地制造具有特定特性的稳定三离子体的能力将对生物成像、化学传感、能量收集、固态计算和量子计算等技术产生广泛影响。

这项研究的主要作者之一Hyejin Kwon博士说：“有趣的是，缺陷并不总是负面的。在我们的情况下，缺陷可能会导致对这些准粒子进行on和基础研究的新方法。”(16岁，化学专业)，现于科罗拉多大学从事博士后研究。Kwon和Mi Jin (18岁，化学博士)共同领导了这项研究。他现在是纪念斯隆-凯特林癌症中心的博士后研究员。