Лазер может создавать запрещённые зоны в графене

Физики из Национального университета Кордовы (Аргентина) и Каталонского института нанотехнологий (Испания) разработали теоретическую модель взаимодействия лазерного поля с электронами в графене.

Модель понадобилась учёным для поиска практичных способов создания запрещённой зоны.

«Такая зона — протяжённая энергетическая область, в которой нет доступных электронных состояний, — существует в полупроводниках, — поясняет участник исследования Луис Фоа Торрес (Luis Foa Torres). — Можно сказать, что плотность носителей заряда там равна нулю. У бесщелевых полупроводников, к которым относится графен, плотность электронных состояний принимает нулевое значение в одной [дираковской] точке. Поэтому немодифицированный графен невозможно «выключить» — невозможно задать проводящее и непроводящее состояние и реализовать логические операции».

field.jpg Рис. 1. Взаимодействие лазерного излучения с графеном (иллюстрация Luis Foa Torres).

Ранее возможность использования лазера для расширения запрещённой зоны рассматривалась на примере излучения дальней ИК-области спектра и видимого света. Вычисления показали, что искомые зоны действительно должны появляться, но добиться этого на практике будет непросто: во втором случае заметный эффект, к примеру, давало бы только излучение с интенсивностью выше 1 Вт/мкм².

Авторы смоделировали более перспективный вариант лазера, работающего в средней ИК-области на длине волны в 5–10 мкм. Как выяснилось, его мощность можно будет снизить, поскольку эффект становится значимым при меньшей интенсивности (в расчётах использовались значения 32 и 130 мВт/мкм²). Модель также предсказывает, что запрещённые зоны можно модифицировать путём изменения поляризации излучения.

«Мы очень тщательно просчитали все необходимые рабочие параметры лазера, чтобы наши предположения легко проверялись на опыте, — говорит г-н Фоа Торрес. — Этим вопросом уже заинтересовались научные группы из США и Испании».

Полная версия отчёта опубликована в статье:

Hernán L. Calvo, Horacio M. Pastawski, Stephan Roche and Luis E. F. Foa Torres Tuning laser-induced band gaps in graphene. – 98. – 232103 (2011); doi:10.1063/1.3597412 (3 pages).

Пожалуйста, оцените статью:
Ваша оценка: None Средняя: 4.8 (6 votes)
Источник(и):

1. PhysOrg

2. compulenta.ru