کنترل سرعت سرد شدن گرافن
کنترل سرعت سرد شدن گرافن
گرافن با ضخامت یک لایه اتمی، نازک ترین ماده ای است که تا کنون تولید شده است. نازکتر از یک میلیاردم متر، قادر است نور را به طور موثر از قسمت مرئی به مادون قرمز از طریق تحریک نور حامل های بار خود جذب کند. پس از جذب نور، حامل‌های بار برانگیخته آن در چند پیکوثانیه تا حالت تعادل اولیه خنک می‌شوند که معادل یک میلیونیم میلیونیم ثانیه است. سرعت قابل توجه این فرآیند آرامش، گرافن را به ویژه برای تعدادی از کاربردهای فناوری، از جمله آشکارسازهای نور، منابع و تعدیل‌کننده‌ها، امیدوارکننده می‌سازد.
مطالعه اخیر منتشر شده در ACS Nano نشان داده است که زمان آرامش حامل های بار گرافن را می توان با اعمال میدان الکتریکی خارجی به طور قابل توجهی تغییر داد. این تحقیق در قالب یک همکاری بین المللی بین CNR-IFN، Politecnico di Milano، دانشگاه پیزا، مرکز گرافن کمبریج (بریتانیا) و ICN2 بارسلونا (اسپانیا) طراحی شد.
Eva Pogna، پژوهشگر از دانشگاه CNR-IFN ، می‌گوید: «تغییر در زمان شل شدن حامل‌های بار در گرافن که ما مشاهده کرده‌ایم، سطح بی‌سابقه‌ای از کنترل را بر پاسخ نوری یک کریستال نشان می‌دهد و اجازه می‌دهد تا با استفاده از یک ماده، رفتارهای متنوعی را به دست آوریم.»
این کار راه را برای توسعه دستگاه‌هایی هموار می‌کند که از کنترل زمان استراحت حامل‌های شارژ برای پشتیبانی از عملکردهای جدید استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، اگر از گرافن به عنوان جاذب اشباع‌پذیر در حفره لیزر برای تولید پالس‌های نور فوق‌کوتاه استفاده شود، با تغییر زمان شل شدن حامل‌های شارژ، می‌توانیم مدت زمان پالس‌های خروجی را کنترل کنیم.
دستگاه خاصی که ما برای مطالعه گرافن استفاده کرده‌ایم، برای مشاهده قابلیت تنظیم پذیری قوی خواص نوری آن با میدان الکتریکی خارجی، بسیار مهم است، و اجازه می‌دهد تا تعداد حامل‌های بار را در محدوده وسیعی با بهره‌برداری از دریچه مایع یونی تغییر دهیم. آندریا فراری، مدیر مرکز گرافن در کمبریج توضیح می دهد که این یک فناوری پیشرفته است که برای مطالعه ابررساناها معرفی شده است.
دستگاه مبتنی بر گرافن توسط طیف‌سنجی فوق سریع مورد مطالعه قرار گرفته است که امکان نظارت بر تغییر زمان آرامش حامل‌های بار را فراهم می‌کند.
همانطور که توسط Klaas-Jan Tielrooij، رهبر Ultrafast Dynamics اضافه شده است، این کار نشان دهنده آخرین گام از یک همکاری تحقیقاتی طولانی مدت است که به مطالعه دینامیک حامل فوق سریع در گرافن اختصاص داده شده است، با هدف کشف پتانسیل عالی این ماده جذاب. در گروه سیستم های مقیاس نانو در ICN2.
جولیو سرولو، استاد گروه فیزیک نتیجه گیری می کند: «این کشف برای تعدادی از کاربردهای فناوری، از فوتونیک، برای منابع لیزر پالسی یا محدودکننده های نوری که از آسیب رساندن به اجزای نوری جلوگیری می کنند، تا ارتباطات راه دور، برای آشکارسازها و تعدیل کننده های فوق سریع، مورد توجه است.»
