گرافن می‌تواند جذب نور را کامل کند

[pesare baba 2,250]

فیزیکدانان در اسپانیا و انگلیس نشان داده‌اند که گرافن اگر دوپ شود و بصورت یک آرایه متناوب الگو داده شود، می‌تواند برای ساخت یک جاذب کامل نور استفاده شود. این فناوری می‌تواند منجر به افزاره‌های شناسایی نور بهبودیافته شود؛ بویژه در قسمت مادون قرمز طیف الکترومغناطیسی که تلاش می‌شود فناوری‌های کنونی در این قسمت کار کنند.

 

این ادعا غیرمعمول است، زیرا مواد مرسوم معمولا برای جذب کامل نور، نیاز به ضخامتی برابر هزاران اتم دارند. جاویر گارسیا دِآباجو از موسسه شیمی فیزیک روکاسولانو و رهبر این گروه، می‌گوید: "این پیش‌بینی که یک ماده‌ی تک‌لایه‌ای به ضخامت فقط یک اتم می‌تواند نور را به طور کامل جذب کند، هیجان‌آور است."

 

 

 

طرح شماتیکی که نشان‌دهنده جذب کل نور بوسیله آرایه‌ای از دیسک‌های گرافنی است.

این ساختار نور را با محصور کردن آن در ناحیه‌هایی که صدها برابر کوچک‌تر از طول موج نور هستند، جذب می‌کند. این کار با بهره جستن از پلاسمون‌ها که در ساختارهای نانودیسکی منفرد اتفاق می‌افتند، انجام می‌شود. پلاسمون‌ها در فرکانس‌های بالا (قسمت مرئی طیف الکترومغناطیسی) و بویژه در نانوساختارهای فلزی سه‌بعدی شناخته‌شده‌تر هستند. برای مثال، رنگ پنجره‌های شیشه‌ای آلایش یافته با نانوذرات، ناشی از مجموعه‌های نوسان‌کننده الکترون‌‌ها روی سطوح نانوذرات طلا، مس و دیگر فلزات درج‌شده در شیشه، می‌باشد. با این حال، از آنجایی که گرافن فقط به اندازه یک اتم ضخامت دارد و الکترون‌هایش در فقط دو بعد حرکت می‌کنند؛ پلاسمون‌ها در این مواد در فرکانس‌های بسیار کم‌تر اتفاق می‌افتند.

 

محصور کردن نور در گرافن در صورتی ممکن است که این ماده بصورت الکتریکی باردار شود و طول‌موجی که نور در آن می‌تواند محصور و جذب شود، وابسته به این است که این ماده چه مقدار باردار می‌شود. همچنین دوپ‌کردن به دلیل اینکه اثری مشابه اثر درج کردن ناخالصی‌ها داخل نیمه‌رساناهای مرسوم دارد؛ باعث می‌شود که باردار کردن با قرار دادن الکترودها نزدیک گرافن به آسانی انجام شود. مقدار باردار کردن را نیز می‌توان با تغییر ولتاژ اعمال‌شده به الکترودها کنترل کرد.

 

این گروه در محاسبات‌شان چگونگی جذب نور در ناحیه نزدیک به مادون قرمز - میانه از طیف الکترومغناطیسی توسط این گرافن الگوداده‌شده را مطالعه کردند. این محققان می‌گویند که تعمیم نتایج‌شان به دیگر ناحیه‌های طول‌موجی آسان است. همچنین طبق گفته آنها این نانودیسک‌ها قادر به جذب مقادیر زیادی از نور هستند، زیرا این ساختارهای گرافنی منفرد در فاصله بسیار مشخصی از همدیگر مرتب می‌شوند.

 

این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر کرده‌اند.

[azarafrooz 14,221]

این پیش‌بینی که یک ماده‌ی تک‌لایه‌ای به ضخامت فقط یک اتم می‌تواند نور را به طور کامل جذب کند، هیجان‌آور است."

 

جدا جالب هست ...

اگر از طریق پلاسمون ها باشه و سطوح فلزی حتما باید باردار باشه جالب بود مرسی