Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
Рис. 1: Схема созданного устройства: 1) вид сверху, 2) вид сбоку.
Рис. 2: 1) AFM массивов полос графена различной ширины, 2) Вид спектров поглощения для этих массивов.
Рис. 3: Спектры поглощения для одного и того же устройства при разных затворных напряжениях.
Рис. 4: Зависимость частоты плазмонного резонанса для массивов графеновых лент разной ширины от энергии Ферми (или квадратного корня из концентрации носителей заряда): 1) обычная, 2) после нормализации на ширину ленты.

Настраиваем ИК-спектр полосатого графена.

Ключевые слова:  графен, метаматериал, новый материал, фотоника

Опубликовал(а):  Чепиков Всеволод Николаевич

27 ноября 2011

Графен - уникальный материал с весьма интересными свойствами. В частности в его плоскости способны распространяться особые носители заряда – "безмассовые" Дираковские электроны. Они характеризуются высокой подвижностью, ярко выраженным эффектом Холла, способностью к туннелированию. Также интересно, что положение энергетических зон графена можно достаточно гибко варьировать различными способами. Огромную роль в свойствах графена играют плазмоны – квазичастицы, введенные для описания коллективных колебаний Дираковских электронов. В частности, поглощение света приводит к образованию плазмонов.

Группа нанотехнологов из Университета Беркли получила упорядоченные массивы полосок графена на изолирующей подложке из SiO2/Si. Для изменения концентрации носителей заряда в графене сверху находился слой ион-проводящего геля и затворный электрод (Рис. 1). Ширина полос имела порядок длины волны применяемого ИК света или даже была меньше. Варьируя ширину полос графена, оказалось возможным получать плазмонный резонанс (возбуждение поглощаемым светом резонансных колебаний Дираковских электронов в перпендикулярном полосе направлении) на различной частоте. Частота изменялась как обратный квадратный корень из ширины. Таким образом, удавалось изменить спектр поглощения подобной графеновой системы (Рис. 2).

Исследователи пользовались и еще одним методом “настройки” спектров поглощения, уже не требующим конструктивных изменений в системе. Прикладывая различное затворное напряжение, они изменяли энергию Ферми и, соответственно, концентрацию носителей заряда в графене. Чем больше было абсолютное значение приложенного напряжения, тем большая концентрация носителей заряда получалось. Это увеличивало интенсивность пика поглощения и смещало его в сторону больших энергий фотонов (Рис. 3). Авторами наблюдалась линейная зависимость частоты плазмонного резонанса (положения центра пика) от энергии Ферми, пропорциональной, в свою очередь, квадратному корню из концентрации носителей заряда (Рис. 4).

Можно сделать вывод, что этой группой американских ученых был разработан гибко настраиваемый новый (мета?)материал на основе графена, способный найти применение в электронных устройствах, имеющих дело с электромагнитным излучением терагерцового диапазона.




Комментарии
ионов сергей геннадьевич, 19 декабря 2011 10:58 

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Спиральные нанотрубки
Спиральные нанотрубки

Светодиодные технологии и оптоэлектроника: магистратура на стыке образования и индустрии
Открыт набор на первую в России индустриальную программу «Светодиодные технологии и оптоэлектроника» Университета ИТМО

Международная онлайн-дискуссия «Квант будущего»
Фонд Росконгресс, Госкорпорация «Росатом», Российский квантовый центр и научно-популярное издание N+1 завершают серию международных онлайн-дискуссий «Квант будущего», где лидеры индустрии и ведущие мировые ученые обсуждают, как квантовые технологии уже изменили наш мир, и с какими вызовами помогут справиться в будущем.
Заключительная дискуссия «Квантовая революция: профессии будущего и трансформация образования» состоится 8 июля в 17:00 по московскому времени.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Супергибридный материал для хранения водорода. Двумерная соль. Существование виртуальных мультиферроиков подтверждено. Чёрные бабочки. Служение науке и немного поэзии.

Академия - университетам
Е.А.Гудилин, Ю.Г.Горбунова, С.Н.Калмыков
Российская Академия Наук и Московский университет во время пандемии реализовали пилотную часть проекта "Академия – университетам: химия и науки о материалах в эпоху пандемии". За летний период планируется провести работу по подключению к проекту новых ВУЗов, институтов РАН, профессоров РАН, а также по взаимодействию с новыми уникальными лекторами для развития структурированного сетевого образовательного проекта "Академия - университетам".

Материалы к защитам выпускных квалификационных работ бакалавров ФНМ МГУ 2020
Коллектив авторов
Защиты выпускных квалификационных работ (квалификация – бакалавр материаловедения) по направлению 04.03.02 - «химия, физика и механика материалов» на Факультете наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова состоятся 16, 17, 18 и 19 июня 2020 г.

Материалы к защитам магистерских квалификационных работ на ФНМ МГУ в 2020 году
коллектив авторов
2 - 5 июня пройдут защиты магистерских диссертаций выпускниками Факультета наук о материалах МГУ имени М.В.Ломоносова.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.