Tillverkad av ett enda ark kolatomer, grafen kan snurras med den snabbaste hastigheten av något känt makroskopiskt objekt. Bildkredit:Wikimedia Commons.
(Phys.org) - Ända sedan upptäckten 2004, grafen, honungskam arrangerat ark med en atom tjocka kolatomer, har fortsatt att göra vågor i både fysik- och teknikvärlden. Nu kommer nyheter från ännu ett forskargrupp som meddelar en ny egenskap hos det fascinerande materialet. Den här gången, som gruppen beskriver i sin artikel publicerad i Fysiska granskningsbrev , Det har visat sig ha optiska förstärkningsegenskaper som ett resultat av befolkningsinversion av elektroner när de träffas med en kort blast från en laser.
Optisk förstärkning innebär att om ljuset lyser på ett material, det återspeglar mer än vad som skickades in; en mycket användbar egenskap för tillverkning av optoelektriska enheter som lasrar, förstärkare, modulatorer och absorberare.
I denna senaste forskningsinsats, laget använde grafen som hade växt epitaxiellt, vilket är där en kristallin substans läggs på ett substrat, vilket resulterar i ett ark grafen av hög kvalitet. De exciterade sedan grafen med pumplaser (1,55 eV.) Pulser av mycket kort varaktighet (35 fs). Vid mätning av mängden ljus som reflekterades tillbaka, de fann att det var mer än som skickades in. Detta säger de, berodde på grafens unika fysiska egenskaper som gör att ljusledningen ändras från positiv till negativ, vilket naturligtvis innebär att det reflekterar mer än det absorberar.
Mer specifikt, materialets optiska förstärkningsegenskap uppstår eftersom när pumplaserpulsen träffar grafen, dess elektroner blir upphetsade med fler laddningsbärare som slingrar sig i Dirac -konen än i den nedre konen (populationsinversion). På grund av obalansen, en sondfoton som stimulerar de upphetsade tillstånden orsakar emission av infrarött ljus. Och vad mer, förstärkningen är mer än den för konventionella optiska enheter.
Ytterligare forskning från teamet visade att den optiska förstärkningen som observerades med grafenprovet också kan ske över ett brett spektrum av energipulser från lasern. vilket leder till ännu fler potentiella applikationer.
Medan deras forskning är lovande, teamet erkänner att mycket mer arbete måste göras innan några verkliga verkliga enheter kan skapas som drar nytta av denna nyfunna egenskap av grafen, men till sist, förhoppningen är att sådan utrustning kommer att kunna utföra sina uppgifter snabbare än vad som för närvarande är tillgängligt, möjliggör utveckling av höghastighets telekommunikationsenheter som kan hålla jämna steg med den ständigt ökande efterfrågan på snabbare nätverk.
© 2012 Phys.Org
