虽然早期的理论提出，上转换光致发光需要纳米管结构中的缺陷来捕获激子，但日本理化学研究所（RIKEN）的研究人员观察到，即使在原始的纳米管中，这种现象也会有效地发生。

　　来自日本理化学研究所高级光子学中心的一组科学家，揭示了碳纳米管是如何发射比它们吸收的光更有能量的光的。由于材料发出的能量通常低于它们吸收的能量，这一发现可能对太阳能工业产生重要影响。

　　为了理解这项研究的意义，可以考虑在黑暗中发光的油漆或荧光灯。它们吸收高能光（如紫外线），然后发出较低能量的光，这种光被感知为氖光，即所谓的光致发光。

　　然而，有些材料表现出相反的效果。这种现象被称为上转换光致发光（UCPL），它涉及一种材料吸收低能量光（如红外线）并发出更高能量的更亮的光。这就像用AAA电池给手机充电，然后让它运行吹风机，这显然不是常态。

　　为了深入了解UCPL在纳米管中的作用，Yuichiro Kato和他在RIKEN的团队着手揭示单壁碳纳米管的机制。对于宇宙来说，碳纳米管是超薄的，稻草状的结构，只有几纳米宽，由碳制成。

　　虽然早期的理论提出UCPL需要纳米管结构中的缺陷来捕获激子，但RIKEN的研究人员观察到即使在原始纳米管中也能有效地发生这种现象。这表明一种不同的内在机制在起作用。

　　根据研究小组的说法，当入射的红外光照射到碳纳米管上时，这种现象就会发生。当这种情况发生时，一个电子被激发，形成一种叫做激子的东西（一个电子+它留下的“空穴”）。

　　通常，这个激子会回落，释放出能量较低的光。星空体育平台但在这里，激子从声子中吸收额外的能量，声子是量子振动（就像材料中的微小声波）。

　　结果是一个“暗激子”状态。最终，在失去一些能量后，激子发出光。但现在它比原来的红外光能量更大。

　　因为声子（振动）在热环境中更活跃，更多的振动等于更多的能量可以用来增强激子。反过来，这等于一个更实质性的上转换效应。“声子在更高的温度下更丰富，增加了声子介导转变的可能性，”Yuichiro Kato解释说。

　　这是一件大事，因为如果你能有效地将低能量光转化为高能量光束，你就能提高太阳能电池板的性能，将“浪费”的红外光转化为“可用”的可见光。

　　该机制还可以创造更好的生物成像工具，使用更安全的红外光来观察组织深处。它甚至可以通过UCPL去除热能，用激光冷却材料。

　　Yuichiro Kato补充说：“通过在单壁碳纳米管中建立UCPL的固有模型，我们希望为设计先进的光电和光子器件开辟新的可能性。”

　　理化研究所的科学家们发现，碳纳米管的上转换不需要结构缺陷。取而代之的是声子和暗激子。这为未来的能源和光子技术开辟了更清洁、更高效、更灵活的设计。