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Ultrashort Carbon Nanotubes That Fluoresce Brightly in the Near-Infrared
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2018-06-11 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsnano.8b02307 Noémie Danné 1, 2 , Mijin Kim 3 , Antoine G. Godin 1, 2 , Hyejin Kwon 3 , Zhenghong Gao 1, 2 , Xiaojian Wu 3 , Nicolai F. Hartmann 4 , Stephen K. Doorn 4 , Brahim Lounis 1, 2 , YuHuang Wang 3, 5 , Laurent Cognet 1, 2
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2018-06-11 00:00:00 , DOI: 10.1021/acsnano.8b02307 Noémie Danné 1, 2 , Mijin Kim 3 , Antoine G. Godin 1, 2 , Hyejin Kwon 3 , Zhenghong Gao 1, 2 , Xiaojian Wu 3 , Nicolai F. Hartmann 4 , Stephen K. Doorn 4 , Brahim Lounis 1, 2 , YuHuang Wang 3, 5 , Laurent Cognet 1, 2
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The intrinsic near-infrared photoluminescence observed in long single-walled carbon nanotubes is known to be quenched in ultrashort nanotubes due to their tiny size as compared to the exciton diffusion length in these materials (>100 nm). Here, we show that intense photoluminescence can be created in ultrashort nanotubes (∼40 nm length) upon incorporation of exciton-trapping sp3 defect sites. Using super-resolution photoluminescence imaging at <25 nm resolution, we directly show the preferential localization of excitons at the nanotube ends, which separate by less than 40 nm and behave as independent emitters. This unexpected observation opens the possibility to synthesize fluorescent ultrashort nanotubes—a goal that has been long thought impossible—for bioimaging applications, where bright near-infrared photoluminescence and small size are highly desirable, and for quantum information science, where high quality and well-controlled near-infrared single photon emitters are needed.
中文翻译：
超短碳纳米管，可在近红外光中发出明亮的荧光
已知在长单壁碳纳米管中观察到的本征近红外光致发光在超短纳米管中被淬灭，因为与这些材料中的激子扩散长度（> 100 nm）相比，它们的尺寸很小。在这里，我们表明掺入激子俘获的sp 3可以在超短纳米管（〜40 nm长）中产生强烈的光致发光。缺陷部位。使用<25 nm分辨率的超分辨率光致发光成像，我们直接显示了在纳米管末端的激子的优先定位，其距离小于40 nm并表现为独立的发射体。这一出乎意料的观察结果为合成荧光超短纳米管提供了可能性，这一长久以来一直被认为是不可能实现的目标，用于生物成像应用，其中非常需要明亮的近红外光致发光和小尺寸；对于量子信息科学，则需要高质量和高质量的纳米管。需要可控的近红外单光子发射器。
更新日期：2018-06-11
中文翻译：
超短碳纳米管，可在近红外光中发出明亮的荧光
已知在长单壁碳纳米管中观察到的本征近红外光致发光在超短纳米管中被淬灭，因为与这些材料中的激子扩散长度（> 100 nm）相比，它们的尺寸很小。在这里，我们表明掺入激子俘获的sp 3可以在超短纳米管（〜40 nm长）中产生强烈的光致发光。缺陷部位。使用<25 nm分辨率的超分辨率光致发光成像，我们直接显示了在纳米管末端的激子的优先定位，其距离小于40 nm并表现为独立的发射体。这一出乎意料的观察结果为合成荧光超短纳米管提供了可能性，这一长久以来一直被认为是不可能实现的目标，用于生物成像应用，其中非常需要明亮的近红外光致发光和小尺寸；对于量子信息科学，则需要高质量和高质量的纳米管。需要可控的近红外单光子发射器。
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