Grafen viste sig at udsende infrarødt lys

(Phys.org) -- Lige siden opdagelsen i 2004, grafen, den honningkage arrangerede plade af et atom tykke kulstofatomer, er fortsat med at lave bølger i både fysik- og ingeniørverdenen. Nu kommer nyheder fra endnu et forskerteam, der indvarsler en ny fundet ejendom af det fascinerende materiale. Denne gang, som gruppen beskriver i deres papir udgivet i Fysiske anmeldelsesbreve , det har vist sig at have optisk forstærkningsegenskaber som et resultat af populationsinversion af elektroner, når den bliver ramt med en kort eksplosion fra en laser.

Optisk forstærkning betyder, at hvis der skinner lys på et materiale, den reflekterer mere tilbage, end der blev sendt ind; en meget nyttig egenskab til fremstilling af optoelektriske enheder såsom lasere, forstærkere, modulatorer og absorbere.

I denne seneste forskningsindsats, holdet brugte grafen, der var blevet epitaksialt dyrket, hvor et krystallinsk stof er lagt på et substrat, resulterer i et ark grafen af ​​høj kvalitet. De exciterede derefter grafenet med pumpelaser (1,55 eV.) pulser af meget kort varighed (35 fs). Ved måling af mængden af ​​lys, der blev reflekteret tilbage, de fandt ud af, at det var mere, end der blev sendt ind. Dette siger de:var på grund af grafens unikke fysiske egenskaber, som får dets lysledning til at ændre sig fra positiv til negativ, hvilket selvfølgelig betyder, at den reflekterer mere, end den absorberer.

Mere specifikt, materialets optiske forstærkningsegenskab opstår, fordi når pumpens laserpuls rammer grafen, dets elektroner bliver spændte med flere ladningsbærere, der snor sig i Dirac -keglen end i den nedre kegle (populationsinversion). På grund af ubalancen, en probefoton, der stimulerer de exciterede tilstande, forårsager emission af infrarødt lys. Og hvad mere er, gevinsten er mere end for konventionelle optiske enheder.
Yderligere forskning fra holdet viste, at den optiske forstærkning observeret med grafenprøven også kunne forekomme over en bred vifte af energiimpulser fra laseren, fører til endnu flere potentielle applikationer.

Mens deres forskning er lovende, holdet erkender, at der skal gøres meget mere arbejde, før der kan skabes nogen egentlige enheder fra den virkelige verden, der udnytter denne nyfundne egenskab ved grafen, men til sidst, håbet er, at sådant udstyr vil være i stand til at udføre deres opgaver hurtigere, end hvad der er tilgængeligt i øjeblikket, muliggør udvikling af højhastigheds-telekommunikationsenheder, der er i stand til at følge med den stadigt stigende efterspørgsel efter hurtigere netværk.

© 2012 Phys.Org