Teoretiske beregninger viser grafens potentiale til at kontrollere lysudbredelse i nanoskala på en chip

Grafen, et todimensionelt materiale lavet af kulstofatomer arrangeret i et sekskantet gitter, har unikke elektroniske og optiske egenskaber, der gør det til et lovende materiale til at kontrollere udbredelsen af ​​lys på nanoskala. Nylige teoretiske beregninger har vist, at grafen kan bruges til at skabe metamaterialer, som er kunstige materialer konstrueret til at have specifikke elektromagnetiske egenskaber, der ikke findes i naturen.

En af de mest spændende anvendelser af grafenmetamaterialer er evnen til at kontrollere lysbølgernes fase og amplitude. Dette kunne bruges til at skabe enheder såsom optiske switche og modulatorer, som er væsentlige komponenter i optiske kommunikationssystemer. Grafen-metamaterialer kunne også bruges til at skabe superlinser, som kan fokusere lys ud over diffraktionsgrænsen, og til at designe nye typer antenner og sensorer.

De potentielle anvendelser af grafen-metamaterialer bliver stadig udforsket, men disse teoretiske beregninger viser, at dette materiale har potentialet til at revolutionere området for nanofotonik.

Her er nogle specifikke eksempler på, hvordan grafenmetamaterialer kan bruges til at kontrollere lysudbredelse i nanoskala:

* Optiske kontakter: Grafen-metamaterialer kunne bruges til at skabe optiske kontakter, der kan tænde og slukke lys på nanoskala. Dette kunne bruges til at skabe nye typer optiske kredsløb og logiske porte, som er væsentlige komponenter i computere.

* Optiske modulatorer: Grafen-metamaterialer kunne også bruges til at skabe optiske modulatorer, som kan ændre lysbølgernes fase eller amplitude. Dette kunne bruges til at skabe enheder såsom optiske filtre og polarisatorer, som bruges i en række forskellige applikationer såsom telekommunikation og billedbehandling.

* Superlinser: Grafen-metamaterialer kunne bruges til at skabe superlinser, som kan fokusere lys ud over diffraktionsgrænsen. Dette kunne bruges til at skabe nye typer mikroskoper og billedbehandlingsenheder, samt til at forbedre ydeevnen af ​​eksisterende optiske systemer.

* Antenner og sensorer: Grafen-metamaterialer kunne også bruges til at designe nye typer antenner og sensorer. Disse enheder kan bruges til at forbedre ydeevnen af ​​trådløse kommunikationssystemer samt til at detektere og måle en række fysiske og kemiske egenskaber.

De potentielle anvendelser af grafen-metamaterialer bliver stadig udforsket, men disse teoretiske beregninger viser, at dette materiale har potentialet til at revolutionere området for nanofotonik.