About / Advertise
Forskare vid Berkeley har visat att en matris med mikrometerbreda grafenribbor kan styra elektromagnetisk strålning i terahertzområdet.
Terahertzstrålning - i princip ljus med våglängd långt bortom det infraröda - kan i teorin användas för en rad tillämpningar, från att hitta vapen och narkotika hos flygpassagerare till att diagnosticera hudcancer. Men att styra strålning med denna frekvens är inte det lättaste.Forskare vid Berkeley Lab vid University of Californa har nu visat att en matris med mikrometerbreda ribbor av grafen kan utgöra ett styrmedel.
– Genom att variera ribbornas bredd och koncentrationen av laddning i dem så kan vi styra den samlade oscillationen av elektroner i mikroribborna, förklarar forskningsledaren, professor Feng Wang, i ett pressmeddelande.
Samlade oscillationer kallas ibland plasmoner, en effekt som även uppstår i det synliga spektrat, exempelvis i blyinfattat glas.
– Där kan färgskiftningar uppstå från samlad oscillation av elektroner på ytan av metallerna. Men grafen är bara en atom tjockt, så elektronerna där rör sig bara i två dimensioner. Och i 2D-system uppstår plasmoner vid mycket lägre frekvens, förklarar Wang.
I terahertzstrålning är våglängden omkring några hundra mikrometer, medan grafenribborna bara är mellan en och fyra mikrometer tjocka. Sådana material, där strukturerna är mycket mindre än våglängden men ändå har optiska egenskaper, brukar kallas metamaterial.
– Vi har alltså inte bara gjort de första studierna av ljus och plasmonkoppling i grafen, vi har också fått fram en prototyp för framtida grafenbaserade metamaterial i terahertzområdet, säger Wang.
Resultatet finns publicerat i senaste Nature Nanotechnology, i en artikel kallad "Graphene Plasmonics for Tunable Terahertz Metamaterials" (länk).
