• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
05.09.2018
Сколтех
318

Физики изучили свойства плазмонов в наноструктурированном графене

Группа ученых из России и Австрии продемонстрировала, что взаимодействие между плазмонными колебаниями в наноструктурированном графене приводит к сильному сдвигу спектра поглощения света в дальнем инфракрасном диапазоне.

Идеальная кристаллическая структура графена представляет собой гексагональную кристаллическую решетку
Идеальная кристаллическая структура графена представляет собой гексагональную кристаллическую решетку / ©Википедия

Эти разработки позволяют моделировать спектры плазмонов для применения их в оптоэлектронике и биосенсорике. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Photonics.

Плазмоны — коллективные возбуждения электронов в твердых телах. Возможность изменять их свойства электрическим полем в низкоразмерных материалах, таких как графен, делает их перспективными для использования в различных оптоэлектронных устройствах: сенсорах, детекторах, источниках излучения и многих других.

Плазмонные спектры в изолированных нанолентах (узких полосках графена) уже хорошо изучены. Однако для эффективной работы реальных оптоэлектрических устройств требуется максимальное заполнение площади подложки графеном, а именно — размещение как можно большего количества нанолент на единицу длины. До недавнего времени оптические спектры таких систем описывались приближенно — как система невзаимодействующих друг с другом плазмонов в отдельно взятой наноленте.

Такой подход давал ошибку более 10% при вычислении частоты основной моды плазмонных колебаний в изолированной наноленте и исключал возможность для исследования более тонких эффектов, имеющих место в графене, например, радиационного уширения спектров поглощения.

Группа ученых, в состав которой вошли физики из Сколтеха, возглавившие проект и проводившие планирование эксперимента и теоретическую часть исследования, и сотрудники Технологического института Вены (Австрия), проводившие сами эксперименты, обнаружили, что электрическое взаимодействие плазмонов в графене приводит к сильному красному сдвигу спектра поглощения по сравнению со спектром плазмона в изолированной наноленте.

Также было показано, что спектры поглощения нанолент заметно уширены в результате обратного переизлучения поглощенной энергии. Учет этой поправки позволяет очень точно определять параметры графена, из которого сделаны наноленты, такие как уровень Ферми и времена рассеяния носителей зарядов. Приведенный в статье метод анализа спектров поглощения может быть использован для исследования тонких эффектов, влияющих на проводимость графена и других двумерных материалов — например, электрон-электронного взаимодействия, электронной или дырочной локализации, вызванной наличием дефектов, и прочее.

«Спектры поглощения графена за счет взаимодействия плазмонов покрывают дальний ИК-диапазон (энергии фотонов 10 меВ — 200 меВ), который, в свою очередь, совпадает с колебательными спектрами большинства биологических молекул. Это открывает возможности для проектирования и изготовления биосенсоров, основанных на графене», — рассказывает один из ведущих исследователей, сотрудник Сколтеха Вячеслав Семененко.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
10 часов назад
Анна Новиковская

Многие владельцы кошек сталкиваются с проблемой, когда их любимцы ходят мимо лотка или пачкают другие места в доме. Финские исследователи выяснили, что можно исправить в обстановке, чтобы кошка перестала так делать.

Позавчера, 14:18
Александр Березин

После банкротства 16-го и 22-го по размерам банков в США над миром снова замаячил призрак «Леман Бразерс», то есть такого банкротства американского банка, за которым может последовать рецессия по всей планете. В то же время в нашей стране с крупными банками такого за период СВО не происходило. Увы, в силу особенностей мышления субъектов российской экономики, это совсем не значит, что американский кризис через несколько месяцев не коснется и нас. При каких условиях это может случиться?

11 часов назад
Анна Новиковская

Тихоходки давно поражают воображение исследователей своими поразительными способностями к выживанию. Теперь белок, выделенный из этих животных, смог стабилизировать фактор свертываемости крови, необходимый для лечения тяжелых кровотечений.

Позавчера, 08:28
Анна Новиковская

Многие люди спят в обнимку со своими кошками или собаками, однако медики выяснили, что подобные привычки ведут к плохому сну и беспокойным ночам.

Позавчера, 14:18
Александр Березин

После банкротства 16-го и 22-го по размерам банков в США над миром снова замаячил призрак «Леман Бразерс», то есть такого банкротства американского банка, за которым может последовать рецессия по всей планете. В то же время в нашей стране с крупными банками такого за период СВО не происходило. Увы, в силу особенностей мышления субъектов российской экономики, это совсем не значит, что американский кризис через несколько месяцев не коснется и нас. При каких условиях это может случиться?

10 часов назад
Анна Новиковская

Многие владельцы кошек сталкиваются с проблемой, когда их любимцы ходят мимо лотка или пачкают другие места в доме. Финские исследователи выяснили, что можно исправить в обстановке, чтобы кошка перестала так делать.

24 февраля
Анна Новиковская

Среди хищных динозавров, предков современных птиц, встречались как крохи не больше цыпленка, так и гиганты размером с автобус. Теперь ученым удалось узнать, как тираннозавры смогли вырасти столь огромными.

10 марта
Анна Новиковская

Многие мужчины и некоторые женщины время от времени смотрят порнографические ролики или фотографии. Но исследователи из Университета Бригама Янга утверждают: избегание порно жизненно важно для развития здоровых и долгосрочных романтических отношений.

4 марта
Анна Новиковская

Уже пять тысяч лет назад жители Южной Европы ездили верхом на лошадях, и археологи обнаружили доказательства этой привычки, изучив специфические патологии человеческих скелетов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: