科普專欄 / Information

石墨烯能將電轉化為光

美國麻省理工學院(MIT)研究人員和其他國際機構已經發現了一種類似飛機超過音速時產生音爆的過程:也就是說,電荷流過石墨烯,在某種情況下,能超過減慢了的光速,能形成一種光“爆”—一種強烈的聚焦光束。

這種全新的將電能轉化為可見光輻射方式是高度可控的,並且快速有效。研究人員表示,這種方式可能會帶來各種新的應用。研究成果發表在國際知名學術期刊《Nature Communications》上。這項新的研究來自於一個有趣的觀察現象。研究人員發現,當光照射到石墨烯片上時,其速度能得到極大的降低。而這種戲劇性的減緩,帶來了一個有趣的巧合。由於路經相同的材料,減速了的光子(光粒子)經過石墨烯片的速度非常接近電子的速度。

研究人員表示:“石墨烯能通過我們稱之為表麵等離子體的方式捕獲光。等離子體是一種代表了表麵電子振蕩的虛擬粒子。這些穿過石墨烯的等離子體的速度比在自由空間光的速度慢幾百倍。”這種效果與石墨烯另一個特點相吻合:電子以非常高的速度通過石墨烯,高達每秒一百萬米或者光在真空中速度的三百分之一。這就意味著,這兩種速度足夠接近,如果能將材料進行調諧以便獲得匹配速度,那麼兩種粒子間將發生顯著的相互作用。

這種組合特性—減慢了的光速以及允許電子快速通過也是石墨烯不同尋常的性質之一。這種特性也為石墨烯產生相反的效果提供了可能性:形成光而不是捕獲光。研究人員表示,這種理論工作表明能通過這種方法形成一種新的產生光的方式。具體來講,由於電子速度在石墨烯中能接近光速,從而打破“光屏障”,因此這種轉換是可行的。到目前為止,工作還處於理論階段。研究人員的下一步將是構建係統的實際工作版本以便對該概念進行驗證。

來源:ofweek

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