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».
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).
- Источник(и):
-
1. PhysOrg
- Войдите на сайт для отправки комментариев