(Phys.org) —Due squadre di ricercatori, uno che lavora in Arabia Saudita, l'altro in Spagna, hanno scoperto indipendentemente che l'aggiunta di vibrazioni a una superficie di grafene consente una conversione più efficiente dei fotoni in plasmoni. Nei loro documenti, entrambi pubblicati sulla rivista Lettere di revisione fisica , ogni team descrive come hanno scoperto che far vibrare una superficie di grafene bidimensionale (usando due metodi diversi) ha portato a un enorme aumento dell'energia luminosa accoppiata.

È molto comune e relativamente facile usare la luce o l'elettronica come mezzo per trasportare dati:ciò che è difficile è usare entrambi nello stesso dispositivo. Il problema è convertire i fotoni in elettroni e viceversa. Recenti ricerche hanno scoperto che l'utilizzo di grafene bidimensionale come mezzo per farlo potrebbe essere fattibile, ma fino ad ora, gli scienziati sono stati in grado di raggiungere solo efficienze di circa il 2%. In questo nuovo sforzo, entrambe le squadre sono state in grado di aumentare l'efficienza al 50 percento facendo vibrare la superficie del grafene in modo sintonizzabile mentre veniva colpita dalla luce.

Il grafene viene utilizzato per la sua struttura a nido d'ape unica che consente plasmoni di lunga durata, quasi particelle che hanno una proprietà di oscillazione, che possono essere sintonizzati sulle frequenze desiderate. Gli attuali metodi di accoppiamento che si basano sulla modellatura del grafene in nastri si sono rivelati altamente inefficienti a causa della dispersione ai bordi (e che l'approccio non consente schemi di sintonizzazione).

Per ridurre la dispersione, entrambe le squadre hanno applicato una forza vibrante al foglio di grafene. Il team saudita ha collegato un attuatore:il team spagnolo ha aggiunto materiale piezoelettrico come base al grafene. Entrambi hanno portato allo stesso risultato, vale a dire, facendo vibrare gli elettroni nella superficie del grafene mentre venivano colpiti dai fotoni, sintonizzando le vibrazioni che consentivano di risvegliare gli elettroni di conduzione in plasmoni, che successivamente potrebbero essere trattati da componenti elettronici.

I risultati di entrambi i team sono solo il primo passo nella creazione di meccanismi in grado di unire funzioni elettroniche con fotoni che un giorno potrebbero portare a dispositivi come rivelatori chimici supersensibili esotici, nuovi tipi di celle fotovoltaiche o dispositivi nano-optoelettronici di uso generale.

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