Ученые нашли новое применение графену
Международной группе исследователей из Англии, Греции и Японии получилось обнаружить новое применение графену.
На базе этого материала получилось создать инфракрасный импульсный лазер, при этом, по мнению научных работников, аналогичные лазеры могут генерировать и простые световые импульсы. Подробности рассказаны в журнале Optics Express, а коротко об этой работе повествует Nature News.
В своей заметке исследователи сообщают о том, что они применяли квантовые свойства графена. Этот материал различается отсутствием запрещенной зоны, т.е. его электроны могут располагается в состоянии с любым уровнем энергии, в отличие от изоляторов или же полупроводников, у которых есть какое-либо малое расстояние между ключевым и грядущим за ним по энергии состоянием. Благодаря отсутствию запрещенной зоны графен может всасывать даже кванты с небольшой энергией и за счет этого временно перекрыть излучение инфракрасного лазера.
При воздействии на графен инфракрасным излучением материал в конкретный момент (в опытах физиков это происходило меньше, чем через наносекунду) быстро заменяет свои оптические свойства и становится прозрачным. Как рассказывают научные работники, реализация подобного эффекта непосредственно внутри лазера на иттербиевом стекле позволяет управлять его работой: лазер источает только тогда, когда размещенная внутри его резонатора графеновая пленка делается достаточно прозрачной. После того, как графен выпускает световой импульс наружу, он вновь начинает всасывать излучение и все повторяется заново, с частотой около 1,6 гигагерц (1,6 млрд раз в секунду).
Расчеты демонстрируют, что подобная схема может с успехом применяться для генерации импульсов с любой другой протяженностью волны как в ближнем инфракрасном, так и в видимом спектре. Иначе говоря, на базе графена теоретически можно сделать импульсные лазеры самых разных цветов, причем материал при этом не потребуется подвергать дополнительной обработке. Очередным превосходством графена авторы новой работы считают термостойкость материала: многие другие вещества, владеющие аналогичными качествами, быстро выгорают при активном облучении.
|
