Grafeeni plasmoneid saab kergesti kontrollida

Teemantist tugevama ning kõrge juhtivusega materjalina grafeen üllatab taas: selle abil saab elektronide laineid sisse ja välja lülitada. Seetõttu saaks imematerjali kasutada uut tüüpi vooluringides, eksootilistes materjalides ning üliteravates mikroskoopides.

Kui valgus langeb teatud materjalidele kindlal viisil, tekivad selle pinnal lained, mida nimetatakse plasmonideks. Need lainetavad pinnad suudavad fokusseerida valgust läbi avade, mis on väiksemad kui valguse lainepikkus, tehes nii võimalikuks ennenägematult hea resolutsiooniga mikroskoopide valmistamise, kirjutab NewScientist.com.

Teadlased on aastakümneid keskendunud metallidele, pidades neid plasmonide tekitamiseks parimaiks. Nende eeliseks on küll suur hulk vabu elektrone, kuid neil tekkivaid plasmone on ilma õrnade nanostruktuuride ehitamiseta keeruline  kontrollida.

Nüüd näitasid aga teadlased kahes erinevas teadusartiklis, et plasomone saab tekitada ka grafeenil. Mõlemad teadlastetühmad katsid räniplaadi grafeenkihiga ning ergastasid selle pinda siis laseriga. Nad kasutasid nanoskaalas mikroskoopi, et tekkivaid elektronide lainetusi jäädvustada. Erinevalt sarnastest uurimustest metallidega õnnestus mõlemal grupil grafeenplasmoneid kergesti kontrollida – pinge muutmisel lainetused vastavalt kas kasvasid või kahanesid.

,,Me saame põhimõtteliselt plasmoneid sisse-välja lülitada – see on miski, mida metallide puhul teha ei saa,” lausu California Ülikooli teadlane Dmitri Basov.

Võime plasmoneid sisse-välja lülitada oleks lisaks mikroskoopidele kasutatav ka vooluringide valmistamisel ning metamaterjalides, mis suudavad painutada valgust ümber kehade. Metamaterjalid on tehnoloogia, millel põhinevad erinevad nähtamatuks tegevad katted. Plasmoniline grafeen võiks aidata valmistada samu tehnoloogiaid, kuid oleks kergem toota.

Allikas

Teadusartiklid: “Gate-tuning of graphene plasmons revealed by infrared nano-imaging” ja “Optical nano-imaging of gate-tunable graphene plasmons“