Kiểm soát tốc độ cools của Graphene cho mức độ kiểm soát chưa từng có của các thuộc tính quang học

Một nghiên cứu quốc tế, được công bố trên ACS Nano, đã chứng minh mức độ kiểm soát chưa từng có đối với các đặc tính quang học của graphene . Công trình có những ứng dụng đầy hứa hẹn trong các lĩnh vực công nghệ khác nhau, từ quang tử đến viễn thông.

Graphene là vật liệu mỏng nhất từng được sản xuất, với độ dày của một lớp nguyên tử, mỏng hơn một phần tỷ mét, nó có thể hấp thụ hiệu quả ánh sáng từ vùng có thể nhìn thấy đến tia hồng ngoại thông qua sự kích thích quang của các hạt mang điện tích của nó. Sau khi hấp thụ ánh sáng, các hạt mang điện tích được khai thác quang của nó nguội dần về trạng thái cân bằng ban đầu trong vài pico giây, tương ứng với một phần triệu của một phần triệu giây. Tốc độ đáng kể của quá trình thư giãn này làm cho graphene trở nên đặc biệt hứa hẹn cho một số ứng dụng công nghệ, bao gồm máy dò ánh sáng, nguồn và bộ điều biến.

Một nghiên cứu gần đây được công bố trên ACS Nano đã chỉ ra rằng thời gian thư giãn của các hạt mang điện tích graphene có thể được sửa đổi đáng kể bằng cách áp dụng một điện trường bên ngoài. Nghiên cứu được hình thành trong sự hợp tác quốc tế giữa CNR-IFN, Politecnico di Milano, Đại học Pisa, Trung tâm Graphene của Cambridge (Anh) và ICN2 của Barcelona (Tây Ban Nha).

Bà Eva Pogna, nghiên cứu từ CNR-IFN, tác giả đầu tiên của tác phẩm.

Công việc này mở đường cho sự phát triển của các thiết bị khai thác việc kiểm soát thời gian thư giãn của các vật mang điện tích để hỗ trợ các chức năng mới. Ví dụ, nếu graphene được sử dụng làm chất hấp thụ bão hòa trong khoang laze để tạo ra các xung ánh sáng siêu ngắn, bằng cách thay đổi thời gian thư giãn của các hạt mang điện, chúng ta có thể kiểm soát thời gian của các xung đầu ra.

“Thiết bị cụ thể mà chúng tôi đã sử dụng để nghiên cứu graphene, được chứng minh là rất quan trọng để quan sát khả năng thu hồi mạnh mẽ của các đặc tính quang học của nó với điện trường bên ngoài, cho phép thay đổi số lượng hạt mang điện trong một phạm vi rộng bằng cách khai thác khe hở ion, Andrea Ferrari, giám đốc Trung tâm Graphene ở Cambridge, giải thích.

Thiết bị dựa trên graphene đã được nghiên cứu bằng phương pháp quang phổ siêu nhanh, cho phép theo dõi sự biến thiên thời gian giãn của các hạt mang điện tích.

“Công trình này đại diện cho bước mới nhất của sự hợp tác nghiên cứu lâu dài dành cho việc nghiên cứu động lực học của hạt tải điện cực nhanh trong graphene, nhằm khám phá tiềm năng to lớn của vật liệu hấp dẫn này” như Klaas-Jan Tielrooij, lãnh đạo của Ultrafast Dynamics, nói thêm trong nhóm Hệ thống quy mô nano tại ICN2.

Giulio Cerullo, giáo sư Khoa Vật lý của Politecnico di Milano.

Tham khảo: “Đáp ứng quang học không cân bằng có thể điều chỉnh điện của Graphene” của Eva AA Pogna, Andrea Tomadin, Osman Balci, Giancarlo Soavi, Ioannis Paradisanos, Michele Guizzardi, Paolo Pedrinazzi, Sandro Mignuzzi, Klaas-Jan Tielrooij, Marco Polini, Andrea C. Ferrari và Giulio Cerullo, ngày 21 tháng 2 năm 2022, ACS Nano .
DOI: 10.1021 / acsnano.1c04937

Theo Scitechdaily