Исследователи оптимизируют свойства поглощения света в графене

Абсорбция на плоскости угла падения и длины волны. (Кредит: Спрингер)

Хотя графен имеет различные свойства, например, он является исключительно хорошим проводником – он не имеет возможности оптимально поглощать свет. Чтобы преодолеть эту ограничительную черту графена, которая в остальном является удивительным материалом, физики предпочли встроить графеновый лист в плоский фотонный кристалл, который эффективно контролирует поток света.

Эта комбинация предлагает graphene значительно улучшенные светопоглощающие способности. Арезу Рашиди и Абдолрахман Намдар из Университета Тебриза, Иран, показали в новом исследовании, опубликованном в EPJ B что при изменении температуры в такой структуре гибридной полости ее потенциал для оптического поглощения может настраиваться. Исследователи сообщают, что графен получает свои оптические характеристики от эффектов термооптического и термического расширения. Перспективные приложения включают ультрабыстрые лазеры, датчики света и системы с возможностью модуляции входящих оптических лучей.

Исследователи проанализировали поглощение света материалом в зависимости от поляризации света, потенциала химической энергии, температуры и углов падения. Для достижения этой цели они использовали метод моделирования, известный как метод матриц переноса. Они обнаружили, что в случае нормального падения света улучшается абсорбция при комнатной температуре; однако, когда наблюдается повышение температуры, пик поглощения смещается в сторону красного света.

Исследователи продемонстрировали, что когда свет падает под углом, пики поглощения чувствительны не только к углам падения, но также и к поляризационному состоянию света. Они также обнаружили, что когда угол падения был увеличен, пиковая длина волны была сдвинута к синему свету.

Исследователи пришли к выводу, что можно управлять пиковой длиной волны, изменяя угол падения или температуру, а также химический энергетический потенциал графена. Это демонстрирует, что существуют различные настраиваемые свойства, которые могут быть использованы при разработке нано-устройств на основе графена, например, чувствительных к температуре датчиков и поглотителей.

Источник: https://www.springer.com/

Source link