Fysik team udvikler en enkel måde at kontrollere overfladeplasmon polaritoner i grafen

(Phys.org) - Et team af forskere, der arbejder i Spanien, har udviklet en forbedret måde at kontrollere overfladeplasmon polaritoner (SPP'er) i grafen. I deres papir offentliggjort i tidsskriftet Videnskab , holdet beskriver deres nye teknik og de måder, den en dag kan bruges på.

En plasmon er defineret som en kvantum for plasmasvingning og anses generelt for at være en kvasipartikel. Polaritoner er kvasipartikler, der opstår, når plasmoner kobler sig sammen med fotoner - og som deres navn antyder, er SPP'er polaritoner, der findes på overfladen af ​​et materiale og formerer sig i det. Forskere på flere faciliteter studerer i øjeblikket egenskaberne for SPP'er i et forsøg på at skabe ekstremt små enheder, der fungerer både optisk og elektronisk. For at få det til at ske, der skal udvikles et middel til at kontrollere størrelsen og formen på SPP'er - det er, hvad teamet i Spanien har opnået.

SPP'er kan fås til at forekomme i metaller, men tidligere forskning har vist, at grafen er et bedre materiale, fordi SPP'er kan forplante sig dybere ind i det. To år siden, det samme forskergruppe i Spanien (i samarbejde med andre) udviklede en måde at oprette og billedgøre SPP'er i grafen ved hjælp af et optisk mikroskop til nærfeltscanning. Med denne seneste indsats, de har taget arbejdet videre med udviklingen af ​​en metode, der giver mulighed for faktisk at kontrollere SPP'erne. For at få det til at ske, de dækkede et ark grafen med ekstremt små (3 um) antenner lavet af guld - antennerne absorberer fotoner ved en given frekvens. Derved skabte man en optisk dipol, som forårsagede dannelse af flygtigt lys. Fordi antennen var direkte forbundet til grafen, SPP'er blev oprettet fra nærfeltet - ændring af antennestørrelsen, der er tilladt til at ændre de SPP'er, der blev oprettet. Teamet fandt ud af, at en lige antenne forårsagede oprettelse af plane SPP -bølger. Når antennen havde en konkav spids, SPP -bølgerne blev fokuseret til et enkelt punkt. Teamet fandt også ud af, at SPP-bølgerne kunne brydes ved hjælp af et todimensionalt dobbeltlags grafenprisme.

Mere forskning skal foretages med SPP'er, før de kan bruges til at oprette opto/elektroniske enheder, imidlertid, fordi afstanden, de propogerer ind i grafen (kun 1-2 μm) stadig er for lille til at være praktisk anvendelig. Teamet håber at øge denne afstand ved at bruge grafen af ​​bedre kvalitet og ved at udvikle en bedre dopingproces.

© 2014 Phys.org