Mire képes egyetlen rétegnyi szénatom?

Szupergyors internetezést tehet lehetővé a grafén

Szupergyors internetezést tehet lehetővé a grafén brit tudósok találmányának köszönhetően.

2011.08.31 22:31MTI
nyomtatásKinyomtatom
beszélj rólaFórumozok róla
+Nagyobb betűméret-Kisebb betűméretbetűméret

A Manchesteri Egyetem Nobel-díjas fizikusai legújabb kutatásukról a Nature Communications folyóiratban jelentették meg tanulmányukat.
   
A szénatomok mindössze egyetlen rétegéből álló grafént 2004-ben fedezte fel a Manchesteri Egyetemen Andre Geim és Kostya Novoselov, akik 2010-ben Nobel-díjban részesültek kutatásaikért. Ez a világ legvékonyabb elektromosságot vezető anyaga, amely kiváló vezetőképességét annak köszönheti, hogy a szénatomok közti kötésekben részt nem vevő elektronokon az összes atom osztozik.
   
Andre Geim és Kostya Novoselov a Cambridge-i Egyetem kutatóival együttműködve most a grafént fém nanoszerkezettel ötvözte, és ezáltal meghússzorozta a grafén által hasznosított fény mennyiségét.
   
Korábbi kísérletek során bebizonyosodott, hogy amikor a grafénre két szoros közelségben lévő fémvezetéket helyeztek és fénnyel sugároztak be, elektromos áram keletkezett: az egyszerű eszköz elemi fotovoltaikus (áramtermelő) rendszerként működött.
   
Ami sokkal lényegesebb, hogy a grafén alapú észközök a jelenleginél több tízszer, vagy akár százszor gyorsabb kommunikációt tesznek lehetővé, mint a legnagyobb sebességű internetes kábelek, köszönhetően a grafénben található szabad elektronok rendkívüli mobilitásának és sebességének. Az ígéretes eszközök gyakorlati elterjedését legfőképp alacsony hatékonyságuk gátolta, az hogy a grafén a ráeső fénynek mindössze 3 százalékát képes hasznosítani, árammá alakítani, a "fennmaradó" 97 százalék elvész.
   
Andre Geim és Kostya Novoselov a Cambridge-i Egyetem kutatóival a problémát a grafénre helyezett úgynevezett plazmonikus nanoszerkezet segítségével oldották meg, amelyek hatékonyan koncentrálták a fényt a szénatomok egyetlen rétegéből álló anyagra, és ezáltal drámaian megnövelték a grafén táplálta elektromos teret. A megoldásnak köszönhetően a korábbi hússzorosára növekedett a grafénalapú fénydetektor hatékonysága, anélkül, hogy csökkent volna a vezetési sebesség. Amint a kutatók rámutatnak, a grafén alapú eszközök hatékonysága tovább növelhető.
   
Mint Alexander Grigorenko, a kutatócsoport vezető szakértője rámutat, a grafén a jelek szerint a természetes "társa" a plazmonikus anyagoknak.

Novoselov professzor szerint a napról napra tökéletesedő grafén-technológia a lehetséges alkalmazások széles spektrumát vetíti előre.
   
"A vezető elektronikai cégek szerint az elektronikai berendezések következő nemzedéke grafénre épülhet" - jegyezte meg Kostya Novoselov.
   
A plazmonika az "új típusú fény" tudománya. Fény segítségével egy fém felületén lévő úgynevezett vezetési elektronokat hullámszerű mozgásra lehet kényszeríteni, amelyben sűrűsödések és ritkulások váltják egymást -  ezek a felületi plazmonok, amelyek hullámhossza rövidebb a gerjesztő fény hullámhosszánál. Míg a fény hullámhossza határt szab az optikai rendszerek felbontóképességének, hiszen ha két pont közelebb van egymáshoz, mint a hullámhossz fele, az egy pontnak látszik, a difrakciós limit nem vonatkozik az új típusú fényre, amelyben tetszőlegesen közeli pontokat is fel lehet oldani.

Kapcsolódó írások:

Figyelem! A cikkhez hozzáfűzött hozzászólások nem a ma.hu network nézeteit tükrözik. A szerkesztőség mindössze a hírek publikációjával foglalkozik, a kommenteket nem tudja befolyásolni - azok az olvasók személyes véleményét tartalmazzák.

Kérjük, kulturáltan, mások személyiségi jogainak és jó hírnevének tiszteletben tartásával kommenteljenek!

Amennyiben a Könyjelző eszköztárába szeretné felvenni az oldalt, akkor a hozzáadásnál a Könyvjelző eszköztár mappát válassza ki. A Könyvjelző eszköztárat a Nézet / Eszköztárak / Könyvjelző eszköztár menüpontban kapcsolhatja be.