Trions zijn quasideeltjes die bestaan ​​uit twee elektronen en één gat. Ze worden aangetroffen in sommige halfgeleiders en zijn voor onderzoekers interessant vanwege hun potentiële gebruik in elektronische apparaten. Hun eigenschappen worden echter niet volledig begrepen en er is momenteel geen manier om ze rechtstreeks te observeren.

Nu hebben onderzoekers van de Universiteit van Tokio een nieuw spectroscopiesysteem ontwikkeld dat kan onthullen hoe trionen worden gegenereerd. Het systeem gebruikt gouden nanodraden als detectormateriaal en kan trionen met een ongekende gevoeligheid detecteren.

De onderzoekers testten hun systeem door het aantal trionen te meten dat werd gegenereerd in een koolstofnanobuistransistor. Ze ontdekten dat het aantal trionen toenam naarmate de temperatuur daalde, wat consistent is met theoretische voorspellingen.

Het nieuwe spectroscopiesysteem biedt een nieuwe manier om trionen en hun eigenschappen te bestuderen. Dit zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe elektronische apparaten op basis van trionen.

Meer over het onderzoek

Het onderzoeksteam gebruikte een techniek genaamd scanning tunneling microscopie (STM) om het aantal trionen te meten dat wordt gegenereerd in een koolstofnanobuistransistor. STM omvat het gebruik van een scherpe metalen punt om het oppervlak van een materiaal te scannen. Wanneer de punt dicht bij het oppervlak wordt gebracht, kunnen elektronen van de punt naar het materiaal tunnelen en omgekeerd.

De onderzoekers gebruikten een gouden nanodraad als STM-tip. Ze ontdekten dat wanneer de punt dicht bij de koolstofnanobuistransistor werd gebracht, elektronen van de punt naar de transistor zouden tunnelen en trionen zouden creëren. De onderzoekers maten de intensiteit van de tunnelstroom en gebruikten deze om het aantal gegenereerde trionen te berekenen.

De onderzoekers testten hun systeem door het aantal trionen te meten dat bij verschillende temperaturen in een koolstofnanobuistransistor wordt gegenereerd. Ze ontdekten dat het aantal trionen toenam naarmate de temperatuur daalde, wat consistent is met theoretische voorspellingen.

Toekomstige toepassingen

Het nieuwe spectroscopiesysteem zou een aantal toepassingen kunnen hebben op het gebied van elektronica. Het is bekend dat trions unieke optische en elektrische eigenschappen hebben. Dit zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe elektronische apparaten op basis van trionen, zoals sensoren, detectoren en transistors.

Het nieuwe spectroscopiesysteem zou ook kunnen worden gebruikt om andere quasideeltjes te bestuderen die moeilijk te detecteren zijn. Dit zou kunnen leiden tot een beter begrip van de fundamentele eigenschappen van materie en de ontwikkeling van nieuwe materialen en apparaten.