Järjekordsed uudised grafeenist leiab teadusajakirjast Physical Review Letters, kus teadlasterühm väidab olevat leidnud grafeenil optilise võimenduse (ingl k optical gain) omaduse, mis tuleneb elektronide inversioonist pärast materjali valgustamist laseriga.
Pilt: Wikipedia Commons
Optiline võimendus tähendab seda, et materjali valgustamisel peegeldab see tagasi rohkem kui sellele algselt kiirati – väga kasulik omadus, kui juttu on sellistest optoelektrilistest seadmetest nagu laserid, võimendid, muundurid ja neeldurid, kirjutab Physorg.com.
Selles hiljutises uuringus kasutasid teadlased epitaksiaalselt kasvatatud grafeeni, mis tähendab seda, et kristalliline aine kantakse alusele, saades tulemuseks kõrge kvaliteediga grafeeni. Grafeeni ergastati pulslaseriga (1,55 eV), mille impulsid olid väga lühikesed (35 fs). Mõõtes tagasipeegeldunud valguskiirguse hulka, leiti, et seda on rohkem kui algselt välja kiirati. See tuleneb teadlaste sõnul grafeeni unikaalsetest füüsikalistest omadustest, mis põhjustavad valguse juhtimise muutumist positiivsest negatiivseks, mis tähendabki, et valgust peegeldub rohkem kui materjalile peale langes.
Täpsemini võib öelda, et materjali optilise võimenduse omadus tekib sellest, et kui pulslaseri impulss grafeenile langeb, siis ergastuvad selle elektronid nii, et Diraci koonuse ülaosasse jääb rohkem laengukandjaid kui selle alaosasse – nähtus, mida nimetatakse pöördinversiooniks.Selle mittetasakaalulisuse tõttu põhjustab ainesse tungiv footon nende ergastatud elektronidega vastasmõjju astumisel infrapunavalguse kiirgumist. Lisaks tuleb välja, et see optiline võimendus on suurem kui tavalistel optilistel seadmetel.
Edasine uurimus näitas, et grafeennäidises täheldatud optiline võimendus võib toimuda lisaks ka laseri energiaimpulsside suures vahemikus, viies rohkemate potentsiaalsete rakendusteni.
Kuigi antud uurimus on väga paljulubav, arvab teadlasterühm, et enne reaalsete rakendusteni jõudmist tuleb selle nähtuse osas veel palju tööd teha. Lootus aga on, et grafeenil põhinev seade võiks oma tööd teha kiiremini kui praegu olemasolevad seadmed, võimaldades ülikiirete telekommunikatsiooniseadmete valmistamist.
Teadusartikkel: “Femtosecond Population Inversion and Stimulated Emission of Dense Dirac Fermions in Graphene“
Leave a Reply