1. Séparation de charges photoinduites et dynamique des excitons :
- Lorsque la lumière interagit avec un NTC, elle peut créer des paires électron-trou appelées excitons. Des progrès ont été réalisés dans la compréhension des mécanismes de séparation de charges photoinduites, où l'exciton se dissocie en porteurs de charge libres. Ces connaissances sont essentielles pour concevoir des cellules solaires et des photodétecteurs efficaces à base de NTC.
2. Spectroscopie ultrarapide :
- Les techniques de spectroscopie ultrarapide, telles que la spectroscopie d'absorption transitoire femtoseconde, ont permis aux chercheurs d'étudier la dynamique des porteurs de charge dans les NTC à des échelles de temps ultrarapides. Ces études donnent un aperçu des processus fondamentaux impliqués dans le transport de charge et la relaxation.
3. Effets de confinement quantique :
- La structure unidimensionnelle unique des NTC conduit à des effets de confinement quantique qui influencent le comportement des porteurs de charge. Des progrès ont été réalisés dans la compréhension de l'impact de ces effets sur le transport de charges, les propriétés optiques et la dynamique des excitons dans les NTC.
4. Fonctionnalisation et dopage :
- La fonctionnalisation des NTC avec différents groupes chimiques ou leur dopage avec des impuretés peuvent modifier leurs propriétés de transport de charges. Des études ont étudié les effets de la fonctionnalisation et du dopage sur la photoconductivité, la mobilité des porteurs et la bande interdite des NTC.
5. Transfert de charges intertubes :
- Dans les NTC à parois multiples ou les faisceaux de NTC, un transfert de charge entre tubes adjacents peut se produire. Comprendre les mécanismes et la dynamique du transfert de charge entre tubes est important pour optimiser les performances des dispositifs électroniques à base de CNT.
6. Hybrides CNT-Semi-conducteurs :
- Des progrès ont été réalisés dans l'intégration des NTC avec des matériaux semi-conducteurs pour former des structures hybrides. Ces hybrides présentent des propriétés améliorées de séparation des charges et de transport, ce qui les rend prometteurs pour les applications photovoltaïques et photocatalyses.
7. Modélisation théorique et simulations :
- La modélisation théorique et les simulations ont joué un rôle crucial en complétant les études expérimentales. Les méthodes informatiques, telles que la théorie fonctionnelle de la densité (DFT) et les techniques de la fonction de Green hors équilibre (NEGF), ont fourni des informations sur la structure électronique, le transport de charge et les propriétés optoélectroniques des NTC.
Ces progrès ont approfondi notre compréhension de la manière dont les nanotubes de carbone déplacent les charges créées par la lumière. Ils ont ouvert la voie au développement de dispositifs hautes performances basés sur des NTC, notamment des cellules solaires, des diodes électroluminescentes, des photodétecteurs et des systèmes de stockage d'énergie. D'autres recherches dans ce domaine continueront d'explorer les propriétés uniques des NTC et d'optimiser leurs performances pour diverses applications.
