جذب مادون قرمز توسط گرافن

کد خبر: ۲۱۶۹۱۰

تاریخ: ۱۴ دی ۱۳۹۰ - ۲۰:۲۲

محققان موفق به جذب مادون قرمز به وسيله گرافن شدند.

گرافن ماده‌اي است از جنس کربن که ضخامت آن در حد يک اتم است، اين ماده دو بعدي که در سال 2004 کشف شد، داراي خواص نوري و مکانيکي منحصر به ‌فردي است. عده‌اي معتقدند که مي‌توان از گرافن در فناوري‌هاي مختلف استفاده کرد، براي مثال اين ماده قادر است جايگزين سيليکون در صنعت الکترونيک شود. دليل اين امر آن است که الکترون‌ها قادرند با سرعت بسيار زياد از ميان گرافن عبور کنند.

از گرافن مي‌توان در صنعت فوتونيک نيز استفاده کرد، اين کار به مدد وجود الکترون‌هاي ديراک است که قادرند نور را در محدوده وسيعي از طول موج‌ها جذب کنند. اين قابليت برخلاف وضعيت نيمه‌هادي‌هاي نوع سه و پنج است که در چنين محدوده‌اي فعاليت ندارند.

پرتوهاي مادون قرمز بخشي از طيف الکترومغناطيس قلمداد مي‌شوند که در مخابرات نوري اهميت زيادي دارد، براي مثال از محدوده تراهرتز مي‌توان در تصويربرداري‌هاي زيستي، آناليز مواد و پست‌هاي کنترل امنيتي استفاده کرد. بررسي و تعيين مشخصات گرافن در اين طول موج براي به‌ کارگيري اين ماده در ادوات مختلف ضروري است.

پژوهشگران مرکز IBM به رهبري «فادون آوريس» از مرکز تحقيقات «واتسون» در نيويورک روي تابش مادون قرمز از سطح گرافن کار مي‌کنند. نتايج پژوهش‌هاي پيشين اين گروه تحقيقاتي به آنها کمک مي‌کند تا توزيع دما، دانسيته حامل‌هاي (الکترون و حفره) و موقعيت نقطه ديراک را در کانال گرافن مشخص کنند. اين نقطه جايي است که نوار هدايت و ظرفيت در گرافن به‌ هم مي‌رسند. سطح انرژي فرمي گرافن تقويت نشده ( دست نخورده) با نقطه ديراک برابر است، به ‌طوري که موقعيت اين نقطه براي تعيين خواص گرافن بسيار حياتي است.

در تحقيقات اخير، اين گروه روي ويفر چند لايه از گرافن که به روش CVD ايجاد شده، تحقيق کرده‌اند. آنها اطلاعات ارزشمندي درباره اين ماده به ‌دست آورده‌، به ‌طوري که تمام پارامترهاي ذکر شده در بالا را براي اين ويفر به‌ دست آورده‌اند. براي مثال آنها مقاومت اين ويفر را مشخص کرده‌، همچنين نرخ پراش حامل‌ها را در طول حرکت به‌ دست آورده‌اند. در حال حاضر آنها روي بهبود تقويت گرافن توليد شده به ‌روش CVD کار مي‌کنند.

نتايج کار اين گروه در نشريه «ACS Nano» به چاپ رسيده است.

منبع: ایسنا