Учёные превратили графен в электрическую лампочку

Группа исследователей из США (MIT), Израиля, Хорватии и Сингапура выяснила, что в определённых обстоятельствах пропускаемый через лист графена электрический ток может превышать фазовую скорость распространения света в среде и производить что-то типа "взрыва", создавая интенсивный и направленный пучок фотонов. О достижении сообщается на страницах свежего издания Nature Communications. Утверждается, что это новая возможность преобразовать электричество в свет. Причём это хорошо контролируемый процесс с высокой эффективностью и с хорошей отдачей.

реклама

Графен способен улавливать свет, что выражается в появлении так называемых поверхностных плазмонов. Плазмоны — это квазичастицы или, говоря иначе, реакция электронов на падающие фотоны. Скорость движения плазмонов оказывается в сотни раз меньше скорости света в вакууме и, по сути, отражает движение света в среде графена. При этом скорость движения электронов в графене чрезвычайно высокая — составляет 1/300 от скорости света в вакууме — и может достигать и даже превышать скорость движения плазмонов.

реклама

Учёные теоретически доказали, что в момент превышения скорости электронов скорости плазмонов происходит взрывной эффект, подобный переходу истребителя на сверхзвуковую скорость, только для света. При преодолении "светового барьера" подключенный к источнику тока графен начинает излучать фотоны. Интересно отметить, что примерно 80 лет назад это доказали русские учёные Вавилов и Черенков. Открытие так и называется — эффектом Вавилова и Черенкова. Это свечение, вызываемое в прозрачной среде заряженной частицей, которая движется со скоростью, превышающей фазовую скорость распространения света в этой среде. Понятно, что открытие 1934 года не связано с графеном, но его суть от этого не меняется.

Управляемое свечение графена с помощью электрического тока открывает ещё одну возможность для развития кремниевой фотоники. По оптическим каналам свет распространяется быстрее электронов (для инфракрасного излучения оптический канал состоит из кремния, он для него прозрачен). Потенциально открытие позволит создать более производительную кремниевую электронику. Осталось только приблизить разработки к практическому внедрению.

Подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен или telegram-канал @overclockers_news - это удобные способы следить за новыми материалами на сайте. С картинками, расширенными описаниями и без рекламы.
Оценитe материал
рейтинг: 4.6 из 5
голосов: 36

Комментарии Правила

Возможно вас заинтересует

Сейчас обсуждают