Международная группа исследователей установила, что тонкие графеновые ленты могут поглощать электромагнитное излучение в терагерцовом диапазоне (T-лучи). Статья ученых появилась в журнале Nature Nanotechnology, а ее краткое изложение приводится в пресс-релизе Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли, сотрудники которой принимали участие в работе.

В рамках работы использовались ленты графена – двумерного слоя углерода с гексагональной решеткой – шириной порядка микрометра. Основным объектом исследования выступали совместные колебания электронов в лентах, которые описываются квазичастицами под названием плазмоны. Эти квазичастицы тесно связаны с оптическими свойствами вещества – например, цвет древних витражей определяется плазмонными свойствами наночастиц металла в стекле.

Ученым удалось установить, что поведение плазмонов в графеновых полосах можно контролировать, правильно выбирая ширину полосы, а также метод легирования материала. Используя несколько подобных полос,

ученым удалось собрать прибор, который поглощал электромагнитное излучение в терагерцовом диапазоне электромагнитного спектра.

Исследователи подчеркивают, что на настоящий момент эффективных методов работы с излучением такого рода (которое, вместе с тем, может использоваться в самых разных областях от обнаружения взрывчатки до создания новых типов лекарственных препаратов) не существует.

Например, первый генератор Т-лучей (одно из названий терагерцовых волн), работающий при комнатной температуре был создан только в 2008 году. Мощность созданного выпускником МФТИ Михаилом Белкиным лазера составляет всего несколько нановатт.

Таким образом, новое открытие является первым шагом в создании подходящих для терагерцового диапазона инструментов. В частности, подобные поглощающие полосы могут служить для создания метаматериалов – материалов с необычными свойствами, определяемыми структурой, а не составом.

Выходные данные статьи авторов:

Long Ju, Baisong Geng, Jason Horng, Caglar Girit, Michael Martin, Zhao Hao, Hans A. Bechtel, Xiaogan Liang, Alex Zettl, Y. Ron Shen & Feng Wang Graphene plasmonics for tunable terahertz metamaterials. – Nature Nanotechnology. – 2011. – doi:10.1038/nnano.2011.146; Published online 04 September 2011.