{"id":20520,"date":"2011-09-09T13:53:36","date_gmt":"2011-09-09T10:53:36","guid":{"rendered":"http:\/\/www.fyysika.ee\/uudised\/?p=20520"},"modified":"2011-09-21T13:14:59","modified_gmt":"2011-09-21T10:14:59","slug":"terahertsise-sagedusega-leviva-kiirguse-ohjamine-grafeeni-abil","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.fyysika.ee\/?p=20520","title":{"rendered":"Terahertsise sagedusega leviva kiirguse ohjamine grafeeni abil"},"content":{"rendered":"

Terahertsise (1012 <\/sup>Hz) sagedusega leviv tugevalt infrapunane valgus on inimsilmale n\u00e4htamatu. Sellest hoolimata on tegemist kasuliku sagedusalaga, mida saab kasutada n\u00e4iteks l\u00f5hkeainete ja uimastite tuvastamiseks. Ameerika Berkeley Laboratiooriumi (Berkeley Lab) valmistasid esimestena grafeenseadme, millel on terahertsiste elektromagnetlainete suhtes tugev, aga ka h\u00e4\u00e4lestatav, koste.<\/strong><\/p>\n

<\/strong><\/div>\n

<\/p>\n

\"\"<\/a><\/strong>

Grafeen-mikroribade kiirgustundlikkust saab m\u00f5jutada kolmel visil. Esiteks toimub ribade laiuse varieerimisel neeldumisspektri muutumine. Teiseks m\u00f5jutab laengulkandjate tihedus tugevalt plasmonide v\u00f5nkumist. Suurem kontsentratsioon t\u00e4hendab energilisemat v\u00f5nkumist. Laengukandjate arvu saab juhtida grafeenplaadi peal olevale ioongeelile rakendatud pinge abil. Kolmandaks m\u00f5jutab neeldumisspektrit pealelangeva kiirguse polarisatsioon. Ribadega risti polariseeritud valgus tekitab spektris teravaid \u00fcleminekuid.<\/p><\/div>\n

Seade p\u00f5hineb miljondiku meetri paksustel grafeenribadel. Ribade laiuse ja nendes asuvate laengukandjate konsentratsiooni muutmisel on v\u00f5imalik m\u00f5jutada ribades asuvate plasmonide v\u00f5nkumist. Plasmon on kvantiseeritud elektronide v\u00f5nkumine juhis (loe siit<\/a>).<\/p>\n

<\/strong><\/p>\n

Terahertsise sagedusega elektromagnetlaine lainepikkus on sadu mikromeetreid, ent seadmes kasutatavate grafeenribade laius on vaid m\u00f5ni mikromeeter. Seade, mis koosneb v\u00e4iksematest osistest kui seda m\u00f5jutav valgus, on valmistatud metamaterjalist (loe siit<\/a>).<\/p>\n

Plasmonide m\u00f5jutamine<\/strong><\/p>\n

Kahem\u00f5\u00f5tmelises grafeemis on elektronidel v\u00e4ike seisumass ning alluvad seet\u00f5ttu paremini v\u00e4listele elektriv\u00e4ljadele. Plasmoni v\u00f5nkesagedus s\u00f5ltub grafeenriba olevate elektronide edasi-tagasi v\u00f5nkumise perioodist. Sama sagedusega elektromagnetlainega valgustamisel tekib plasmoni resonants, millega kaasneb pealelangeva kiirguse suurem neeldumine. Resonantssagedus s\u00f5ltub aga grafeenriba laiusest, mis t\u00e4hendab, et riba laiuse muutmisel on v\u00f5imalik muuta seadme neeldumisspektrit.<\/p>\n

Pealelangeva kiirguse ja plasmonide koostoimet (light-plasmon coupling) saab m\u00f5jutada ka ribas olevate laengukandjate, elektronide ja vakantside, kontsentratsiooniga. Grafeeni \u00fcks huvitavaid omadusi on laengukandjate kontsentratsiooni s\u00f5ltuvus tugevast v\u00e4lisest elektriv\u00e4ljast.<\/p>\n

Berkeleys valmistatud seade suudab neeldumisspektrit m\u00f5jutada m\u00f5lemal eelmainitud viisil. Seadme mikroribad valmistati \u00fche aatomkihi paksuse s\u00fcsiniku kihi aurufaas sadestamisel vase pinnale. Valminud grafeentahvel kaeti omakorda r\u00e4nioksiidi kihiga. P\u00e4rast kihtide valmimist s\u00f6\u00f6vitati tahvlisse ribamuster.<\/p>\n

\"\"<\/a>

Pildil on kujutatud grafeenribade laiuse ja plasmonide resonantssageduse s\u00f5ltuvus. Laengukandjate arv on konstantne. <\/p><\/div>\n

S\u00e4lgutatud grafeentahvlit valgustati Berkeley ALS seadmega (Advanced Light Source, loe siit<\/a>). Sama seadme abil m\u00f5\u00f5deti varasemast tugevaim terahertsise kiirguse ja plasmonide koostoime grafeenis.<\/p>\n

Lisaks suutsid Berkeley teadlased muuta seadme neeldumisspektrit pealelangeva kiirguse polarisatsiooni abil. Ribadega paralleelselt polariseeritud kiirgus ei p\u00f5hjustanud neeldumisspektris olulisi muutusi. K\u00fcll aga p\u00f5hjustas spektris teravaid neeldumispiirkondi ribadega risti polariseeritud kiirgus. Omaette saavutus on neeldumise m\u00f5\u00f5tmine toatemperatuuril, mida on varem tehtud 0 K temperatuuri piirkonnas.<\/p>\n

\u201eOleme loonud praktilise lahenduse terahertsise kiirguse kasutamiseks teaduses,\u201c \u00fctleb t\u00f6\u00f6 teadlaste t\u00f6\u00f6r\u00fchma juht Feng Wang. Teadust\u00f6\u00f6d saab tulevikus praktikas kasutada n\u00e4iteks elektroonikaseadmete valmistamisel.<\/p>\n

Allikas: PhysOrg<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Terahertsise (1012 Hz) sagedusega leviv tugevalt infrapunane valgus on inimsilmale n\u00e4htamatu. Sellest hoolimata on tegemist kasuliku sagedusalaga, mida saab kasutada n\u00e4iteks l\u00f5hkeainete ja uimastite tuvastamiseks. Ameerika Berkeley Laboratiooriumi (Berkeley Lab) valmistasid esimestena grafeenseadme, millel on terahertsiste elektromagnetlainete suhtes tugev, aga ka h\u00e4\u00e4lestatav, koste. Seade p\u00f5hineb miljondiku meetri paksustel grafeenribadel. Ribade laiuse ja nendes asuvate laengukandjate […]<\/p>\n","protected":false},"author":449,"featured_media":20521,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_genesis_hide_title":false,"_genesis_hide_breadcrumbs":false,"_genesis_hide_singular_image":false,"_genesis_hide_footer_widgets":false,"_genesis_custom_body_class":"","_genesis_custom_post_class":"","_genesis_layout":"","footnotes":""},"categories":[16],"tags":[45],"class_list":{"0":"post-20520","1":"post","2":"type-post","3":"status-publish","4":"format-standard","5":"has-post-thumbnail","7":"category-teadusuudis","8":"tag-grafeengrafaan","9":"entry"},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/20520","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/449"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=20520"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/20520\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/20521"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=20520"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=20520"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.fyysika.ee\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=20520"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}