(Phys.org) —En ny version av "spaser"-tekniken som undersöks kan innebära att mobiltelefoner blir så små, effektiv, och flexibla kan de tryckas på kläder.

Ett team av forskare från Monash Universitys Department of Electrical and Computer Systems Engineering (ECSE) har modellerat världens första spaser (ytplasmonförstärkning genom stimulerad strålningsemission) så att den består helt av kol.

En spaser är i praktiken en laser eller nanolaser i nanoskala. Den avger en ljusstråle genom vibration av fria elektroner, snarare än den utrymmeskrävande elektromagnetiska vågemissionsprocessen hos en traditionell laser.

Doktorand och ledande forskare Chanaka Rupasinghe sa att den modellerade spaserdesignen med kol skulle erbjuda många fördelar.

"Andra spasers designade hittills är gjorda av guld eller silver nanopartiklar och halvledarkvantprickar medan vår enhet skulle bestå av en grafenresonator och ett kolnanorörförstärkningselement, " sa Chanaka.

"Användningen av kol betyder att vår spaser skulle vara mer robust och flexibel, skulle fungera vid höga temperaturer, och vara miljövänlig.

"På grund av dessa egenskaper, Det finns möjlighet att en extremt tunn mobiltelefon i framtiden kan tryckas på kläder."

Spaser-baserade enheter kan användas som ett alternativ till nuvarande transistor-baserade enheter som mikroprocessorer, minne, och displayer för att övervinna nuvarande miniatyrisering och bandbreddsbegränsningar.

Forskarna valde att utveckla spasern med hjälp av grafen och kolnanorör. De är mer än hundra gånger starkare än stål och kan leda värme och elektricitet mycket bättre än koppar. De tål också höga temperaturer.

Deras forskning visade för första gången att grafen och kolnanorör kan interagera och överföra energi till varandra genom ljus. Dessa optiska interaktioner är mycket snabba och energieffektiva, och är därför lämpliga för applikationer som datorchips.

"Grafen- och kolnanorör kan användas i applikationer där du behöver starka, lättvikt, dirigera, och termiskt stabila material på grund av deras enastående mekaniska, elektriska och optiska egenskaper. De har testats som antenner i nanoskala, elektriska ledare och vågledare, " sa Chanaka.

Chanaka sa att en spaser genererade högintensiva elektriska fält koncentrerade till ett utrymme i nanoskala. Dessa är mycket starkare än de som genereras av att belysa metallnanopartiklar med en laser i tillämpningar som cancerterapi.

"Forskare har redan hittat sätt att styra nanopartiklar nära cancerceller. Vi kan flytta grafen- och kolnanorör genom att följa dessa tekniker och använda de höga koncentratfälten som genereras genom spasingfenomenen för att förstöra enskilda cancerceller utan att skada de friska cellerna i kroppen, " sa Chanaka

Tidningen har publicerats i ACS Nano .