Все новости

Физики из РФ и Японии разработали плазмонный генератор на основе графена

Разработка была удостоена премии фонда Ж. А. Алферова Young Scientist Award на 24-м международном симпозиуме Nanostructures: Physics and Technology

МОСКВА, 28 сентября. /ТАСС/. Исследователи из лаборатории оптоэлектроники двумерных материалов МФТИ, Института радиотехники и электроники имени В. А. Котельникова и университета Тохоку (Япония) нашли способ создать генератор плазмонов - ключевой элемент оптоэлектронных схем будущего. Ученые предложили использовать для этой цели графен, сообщили в пресс-службе МФТИ.

Плазмон - это псевдочастица, представляющая собой смесь колеблющихся электронов и привязанного к ним электромагнитного поля на поверхности металлов. С помощью плазмонов можно генерировать, передавать и принимать сигналы; плазмоны могут выступать посредниками между электронами и световыми волнами в фотодетекторах. Благодаря свойствам плазмонов, приборы для передачи информации на их основе гораздо миниатюрнее тех, в которых используют частицы света - фотоны.

Чтобы передавать сигнал с помощью плазмонов, нужна поверхность, по которой они будут распространяться. Ученые решили использовать в этой роли графен - слой углерода толщиной в один атом, который получают при расщеплении графита. Исследователи предложили сделать "сэндвич" из двух слоев графена и прослойки из дисульфида вольфрама между ними и получить таким образом устройство, похожее по своему принципу на лазер, но, в отличие от него, создающее поток не фотонов, а плазмонов. Этот плазмонный лазер они назвали "спазером" (от англ. SPASER - surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation).

Как говорит ведущий автор исследования Дмитрий Свинцов, дисульфид вольфрама работает как активная среда, то есть является источником плазмонов, а слои графена - это что-то вроде "зеркал". В активной среде под действием электрического тока появляются плазмоны, которые отражаются от слоев графена и усиливаются. Кроме того, по словам Свинцова, плазмоны могут "отвязываться" от слоев графена и становиться фотонами в свободном пространстве. Это дает возможность создавать перестраиваемые источники излучения терагерцового и дальнего инфракрасного диапазона.

Разработка Дмитрия Свинцова, Жанны Девизоровой, Виктора Рыжия и Таити Оцудзи была удостоена премии фонда Ж. А. Алферова Young Scientist Award на 24-м международном симпозиуме Nanostructures: Physics and Technology, который прошел в Санкт-Петербурге в июне 2016 г.

Работа физиков опубликована в журнале Physical Review B.

Теги