Fysik-teamet beregner, at grafenskiver kunne være komplette optiske absorbere

(PhysOrg.com) -- I optiske enheder designet og brugt til at indsamle lys, der har altid været et tab af lys på grund af refleksion, nu, ny forskning udført af et hold fysikere fra Spanien og England har fundet, via beregning, at hvis ladede grafenskiver af den helt rigtige størrelse blev lavet og placeret i den rigtige afstand fra hinanden, de skal kunne opnå 100 % lysabsorption. På holdet var Sukosin Thongrattanasiri og Javier García de Abajo fra Spanien og Frank Koppens fra Storbritannien. Sammen har de udgivet et papir i Fysiske anmeldelsesbreve beskriver deres forskning.

Taget alene, grafen (et kulstoflag kun et atom tykt) er ikke særlig god til at absorbere lys, med kun en absorptionshastighed på 2,3 %. Men hvis det blev lavet til meget små prikker eller nanodiske, foreslår holdet, plasmoner kunne udnyttes til at øge absorptionshastigheden. Plasmoner er oscillationer af elektroner på kvanteniveau og interagerer med lys på grund af det elektriske felt, de genererer. For at få disse oscillationer til at forekomme i grafen, en lille elektrisk ladning kunne påføres, og ændring af ladningsmængden ville ændre mængden af ​​oscillation, hvilket ville betyde, at mængden af ​​lysinteraktion kunne ændres ved også at justere mængden af ​​ladning. På grund af dette, en matematisk formel kan bruges til at beskrive den helt rigtige mængde ladning, der er nødvendig for at få oscillationerne til at interagere med alt det tilgængelige lys. Det viser sig, mængden af ​​ladning, der skal til for at få det til at ske, er den mængde, der er nødvendig for at få frekvensen af ​​svingningerne til at matche lysets frekvens. Men, for at skabe det helt rigtige elektriske felt, grafen skal manipuleres på en sådan måde, at det giver mulighed for fin kontrol af svingningerne, og det er her, at forme dem til diske. At gøre dem til den helt rigtige størrelse burde i teorien, give forskere mulighed for at skabe det optimale elektriske felt, der ville tillade 100 % lysabsorption. Vigtigt er også placeringen af ​​nanodiskene i forhold til hinanden. For tæt på, og de vil forstyrre hinanden, mens for stor afstand ville resultere i mindre end perfekt lysabsorption på grund af et ujævnt elektrisk felt.

Næste skridt i denne forskningsindsats vil selvfølgelig, indebære skabelsen af ​​et faktisk fysisk materiale med nanodiske i, for at sikre, at det virkelige produkt matcher teorien. Hvis alt går som planlagt, nye supereffektive optiske enheder, såsom spektrometre, kunne resultere.

© 2011 PhysOrg.com