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

 

Философская шерсть
Философская шерсть

Премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год
Объявлены лауреаты премии Правительства Москвы молодым ученым за 2019 год. Премией отмечены 50 работ молодых столичных ученых. Среди лауреатов 12 сотрудников МГУ имени М.В.Ломоносова. Конкурс на получение премий Правительства Москвы молодым ученым проводится с 2013 года. Торжественное награждение победителей состоится 7 февраля 2020 года в Государственном Кремлевском дворце.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Перерождение кремния: от полупроводника к металлу. Морская губка – основа для создания новых наноструктурных композитов. Нитрид-борные аналоги углеродных колец. Лучшие научные сюжеты года по версии APS. Сверхпроводимость ставит новый температурный рекорд. Звук переносит массу? Всяко-разно.

Наносистемы: физика, химия, математика (2019, том 10, № 6)
Опубликован новый номер журнала "Наносистемы: физика, химия, математика". Ознакомиться с его содержанием, а также скачать необходимые Вам статьи можно по адресу: http://nanojournal.ifmo.ru/articles/volume10/10-6
Там же можно скачать номер журнала целиком.

Да пребудет с вами сила плазмонов!
А.А.Семенова, Э.Н.Никельшпарг, Е.А.Гудилин, Н.А.Браже
Ученые Московского университета приблизились к решению проблем современной медицинской диагностики с использованием единичных клеток и их органелл путем разработки новых неинвазивных оптических методов анализа.

Юрий Добровольский: «Через 50 лет вся энергия будет вырабатываться биоорганизмами»
Андрей Бабицкий, Юрий Добровольский
Главный редактор ПостНауки Андрей Бабицкий побеседовал с химиком Юрием Добровольским о науке о материалах, будущем энергетики и новых аккумуляторах

Константин Жижин, член-корреспондент РАН: «Бор безграничен»
Наталия Лескова
Беседа с К.Ю. Жижиным, заместителем директора Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова по научной работе, главным научным сотрудником лаборатории химии легких элементов и кластеров.

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.