Ny forskning udnytter grafens ekstraordinære egenskaber

Innovativ ny forskning ledet af University of Exeter har vist, hvordan grafens ekstraordinære egenskaber kan udnyttes til at skabe kunstige strukturer, der kan bruges til at kontrollere og manipulere elektromagnetisk stråling over en bred vifte af bølgelængder.

Et team af internationale videnskabsmænd, ledet af professor Geoff Nash fra University of Exeter, har konstrueret en bemærkelsesværdig ny hybridstruktur, eller metamateriale, som har specifikke egenskaber, som ikke findes i naturlige materialer.

Det samarbejdende team kombinerede nanobånd af grafen, hvor elektroner er i stand til at svinge frem og tilbage, sammen med en type antenne kaldet en splitring resonator.

Omhyggelig design af disse to elementer fører til et system, som interagerer stærkt med elektromagnetisk stråling. I disse eksperimenter brugte holdet lys med meget lange bølgelængder, langt ud over, hvad det menneskelige øje kan se, at vise, at disse nye strukturer kan bruges som en type optisk switch til at afbryde, og tænd og sluk, en stråle af dette lys meget hurtigt.

Den samarbejdende internationale forskning, herunder eksperter fra University of Exeter, England, og hold ledet af Dr. Sergey Mikhailov ved University of Augsburg, Tyskland, og professor Jérôme Faist ved ETH Zürich, er udgivet i et respekteret videnskabeligt tidsskrift, Naturkommunikation .

Professor Geoff Nash, fra University of Exeters Department of Engineering sagde:"I disse nye resultater demonstrerer vi en ny type struktur, som ikke kun kan bruges som en spændende testleje til at udforske den underliggende nye videnskab, men det kunne danne grundlag for en række teknologisk vigtige komponenter".

Forskningen blev udført som en del af EU FET Open Project GOSFEL, som har til formål at udvikle en helt ny laserkilde til applikationer som gassensing. Professor Nash har i øjeblikket også en EPSRC i Frontier Manufacturing.

Professor Nash, som også er direktør for naturvidenskab i Exeter tilføjede:"En af de vigtigste egenskaber ved vores struktur er, at den har den effekt, at den fokuserer den elektromagnetiske stråling til et område, der er meget mindre end dets bølgelængde. Dette kan potentielt føre til nye måder at udføre ultra - høj opløsning spektroskopi af, for eksempel, biomolekyler. I samarbejde med kollegaer inden for biovidenskab begynder vi allerede at udforske nogle af disse effekter, med studerende fra vores innovative tværfaglige naturvidenskabsprogram, og postgraduates fra Exeter EPSRC Center for Doctoral Training in Metamaterials."