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

 

Коллаж
Коллаж

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

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!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
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.