科学家解密二硫化钨纳米管的光学性质

莫斯科国立大学罗蒙诺索夫材料科学学院（MSU）与物理学院（MSU），魏茨曼科学研究所（以色列），特拉维夫大学（以色列）和Jozef Stefan研究所（斯洛文尼亚）的研究人员密切合作，发现了在二硫化钨纳米管（NT-WS2）的悬浮液和自组装膜中有强烈的光-物质相互作用，是碳纳米管中最著名而又“古老”的类似物。

该研究结果发表于“Physical Chemistry”《物理化学》杂志，标题为《二硫化钨纳米管中强烈的光物质相互作用》。

这项工作详细研究了无机二硫化钨纳米管出色的光学性质，工作主要部分在Reshef Tenne教授（以色列魏茨曼科学研究所）的监督指导下进行，他于1992年发现了二硫化钨纳米管。目前，NT-WS2已半规模化工业合成并应用于众多商业润滑混合物，相关纳米复合材料和纳米电子器件制备应用则处于实验室规模。

然而，长久以来这种纳米管的光学研究仍存在争议。在WS2纳米管悬浮液的光学消光光谱中表现出的特征被错误地解释为一组激子吸收峰。但这种方法几乎没有解释激子能量相对于体积WS2值的显着偏移以及NT-WS2悬浮液和半取向膜的光学消光光谱的差异。

在对NT-WS2光学性质的进行一系列复杂研究后，来自魏茨曼科学研究所和材料科学学院的研究人员已证明二硫化物纳米管具有强烈的可见光和近红外光散射，因而掩盖了激子峰。重要的是，采用积分球的光学测量法记录“真实”吸收信号，表明纳米管激子峰具有的能量与体WS2几乎相同。

有限差分时域（FDTD）模拟和现象耦合振荡器（PCO）模型强化的光学消光和散射光谱的进一步研究表明，NT-WS2表现出强烈的光-物质相互作用并形成激子 - 极化子。这部分研究由魏兹曼科学研究所和物理学院纳米光子学和超材料实验室的研究人员进行，Lomonosov MSU由Andrey A. Fedyanin教授领导。已证明W_S2纳米管充当准1-D极化纳米系统并且在可见-近红外范围内维持激子特征和腔模式。

“这项彻底而真正的国际研究的结果让人信服，科学家考虑将二硫化钨纳米管作为在纳米管基光子器件方面开发新产品的平台。此外，关于这些纳米结构重要光学特征的了解揭示了基于二硫化物纳米管和等离子体纳米颗粒（金或银）的纳米复合材料可能的光捕获性质，这些纳米复合材料由密歇根大学材料科学学院的年轻科学家广泛开发。“该文章的共同作者亚Alexander Polyakov说。

文章来自nanowerk网站，原文标题为Researchers disclose optical secrets of disulfide nanotubes，由新材料科技在线团队整理编辑。