Поиск - новости науки и техники

Отличный компаньон

Открыты новые возможности графена – тончайший в мире материал может существенно повысить скорость оптоволоконного Интернета. С подробностями – Reuters; physicsworld.com.
В исследовании, результаты которого недавно опубликовали в журнале Nature Communication нобелевские лауреаты Андре Гейм и Константин Новоселов с коллегами из Манчестера, показано усиление светопоглощения углеродным веществом благодаря его сочетанию с металлическими наноструктурами. Графен, как известно, представляет собой монослой атомов углерода. Обладая рядом уникальных свойств, в частности необычайной электропроводностью и прочностью, он сам по себе в чистом виде свет почти не поглощает. Но слой графена, дополненный так называемыми плазмонными наноструктурами, стал активным поглотителем света, способного преобразоваться в электричество. А именно на преобразовании в электричество несущего информацию электромагнитного излучения оптического диапазона основан сегодняшний проводной (оптоволоконный) Интернет. В прошлом году коллегами авторов нынешней публикации был открыт способ усиления электромагнитного излучения и локального повышения интенсивности света в десятки раз с помощью плазмонных наноструктур – наночастиц благородных металлов. Эти наночастицы, расположенные на некоторой поверхности, могут увеличивать окружающее их электромагнитное поле, что объясняется взаимодействием электромагнитного излучения со свободным электронным газом у поверхности металла. А свободные электроны у поверхности металла могут совершать коллективные колебания. Для учета последних были введены квазичастицы – плазмоны, которые взаимодействуют с частицами электромагнитного излучения, фотонами, что приводит к так называемому плазмонному резонансу. Этот эффект и использовали первооткрыватели и исследователи графена из Манчестера Гейм и Новоселов. Как пояснил в комментарии агентству Reuters Константин Новоселов, “многие ведущие компании – производители электроники подумывают о графене в новых поколениях создаваемых ими устройств”. А потому полученный сейчас результат многократно повысит шансы графена на применение в электронной промышленности.
В предварительных исследованиях была продемонстрирована принципиальная возможность генерации электроэнергии при облучении светом двух крохотных и вплотную прилегающих друг к другу металлических проволок, находящихся на поверхности графена. То есть был сделан простой солнечный элемент. Ученые объясняют факт его появления высокой скоростью прохождения электронов в графене. Однако для практического применения этого эффекта нужно было значительно повысить светопоглощающие свойства графена, что и было достигнуто с помощью плазмонов. По словам одного из авторов публикации в Nature Communication Александра Григоренко (Alexander Grigorenko) из Университета Манчестера (University of Manchester), “графен представляется естественным компаньоном для плазмоники”. “Мы ожидали, что плазмонные наноструктуры повысят эффективность графеновых устройств, но столь разительное усиление стало приятным сюрпризом”, – отмечает Григоренко. По мнению экспертов, использование графена в комбинации с плазмонными структурами при создании оптических сетей может увеличить скорость Интернета в сотни раз.

Нет комментариев