(Phys.org)—Graphene kan bruges til at undersøge, hvordan lys interagerer med nano-antenner, potentielt øge effektiviteten af solceller og fotodetektorer, Det har forskere fra University of Manchester fundet.
Skriver ind Nano bogstaver og Physica Status Solidi Rapid Research Letters , et hold ledet af Dr. Aravind Vijayaraghavan i samarbejde med professor Stephanie Reich ved Freie Universität Berlin og professor Stefan Maier ved Imperial College London, har vist, at grafen kan bruges til at undersøge, hvordan lys interagerer med guld nanostrukturer af forskellig form, størrelse og geometri.
Denne interaktion, gennem plasmonresonans, er det samme fænomen, der giver farve til det gotiske farvede glasrosevindue i Notre-Dame de Paris.
Når lys skinner på en metalpartikel, der er mindre end lysets bølgelængde, elektronerne i partiklen begynder at bevæge sig frem og tilbage sammen med lysbølgen. Dette forårsager en stigning i det elektriske felt ved overfladen af partiklen.
Når to sådanne partikler bringes tæt på hinanden, de oscillerende elektroner i de to partikler interagerer med hinanden, danner et endnu højere elektrisk felt mellem de to partikler, resulterer i en kobling mellem de to partikler. Det har vist sig at være vanskeligt eksperimentelt at observere og måle størrelsen af denne kobling og det resulterende elektriske felt.
Dr. Vijayaraghavans team og samarbejdspartnere har vist, at grafen kan placeres oven på sådanne koblede guldantenner af forskellige former, og ved at udføre Raman-spektroskopi på grafen, dette koblede plasmoniske system kan observeres og måles.
Han sagde:"Når et ark grafen, kun et atom tykt, er placeret oven på to guldpartikler ved siden af hinanden, grafenen bøjer rundt om partiklerne og bliver strakt i mellemrummet mellem partiklerne. Når lyset falder på grafen, det er spredt i forskelligt omfang fra de anstrengte og uanstrengte dele af grafenen.
"Heldigvis, den spændte del af grafenen ligger også i samme område som det plasmoniske elektriske felt - i hulrummet mellem de to prikker. Dette giver os mulighed for at sammenligne mængden af lys spredt af det plasmoniske hulrum og det omkringliggende område, og udlede en mængde for forstærkningen fra plasmonisk antennehulrum.
"Lyset spredt fra den anstrengte grafen kan være 1000 gange stærkere end lyset fra den omgivende grafen."