Графен помог физикам смешать фотоны

Графен помог физикам смешать фотоны

Физики создали преобразователь света на основе графена.Статья ученых появилась в Nature Photonics.

Основой для нового устройства стал фотонный кристалл. Этим термином в физике называется среда, которая характеризуется периодическим изменением показателя преломления. Такую среду можно получить, например, взяв "мозаику" из разных наночастиц. В новой работе, однако, кристалл представлял собой решетку из кремния с цилиндрическими отверстиями диаметром 124 нанометра. Поверх решетки ученые разместили графеновую пленку.

Как оказалось, полученная система позволяет преобразовывать электромагнитное излучение, затрачивая при этом меньше электроэнергии, чем более крупные аналоги. Например, облучая решетку лазером, ученые обнаружили, что устройство испускает электромагнитные волны. Свойствами излучения при этом можно управлять, меняя интенсивность луча и длину волны.

Кроме этого ученым удалось продемонстрировать потенциал нового устройства для работы исключительно в оптическом диапазоне. "Нам удалось зарегистрировать перемешивание электромагнитных волн в нашем устройстве. В результате такого нелинейного перемешивания возникали новые частоты, причем тратилось на это много меньше энергии, чем обычно", -приводятся слова одного из авторов работы Чи Вонга в пресс-релизе Колумбийского университета.

Ученые говорят, что новое устройство может стать основой для создания полностью оптических компьютеров - вычислительных систем, в которых все процессы будут выполняться при помощи фотонов. В настоящее время, например, для передачи информации на большие расстояния используются оптические кабели, переносчиком информации в которых являются фотоны. Внутри же компьютеров вычисления производятся при помощи электрических токов. Переход на фотоны позволит не только ускорить работу компьютеров, но и сэкономить энергию, которая в настоящее время тратится на преобразование одного вида сигналов в другой.

Графен представляет собой двумерный слой углерода, атомы которого располагаются в вершинах гексагональной сетки. Материал был впервые получен Константином Новоселовым и Андреем Геймом. Для работы исследователи, получившие позже за свое открытие Нобелевскую премию, использовали обыкновенный скотч - им они отделяли от графита верхние слои, получая графен.

Источник: lenta.ru

Похожие новости:
Графен может усиливать энергию света
Ученые их испанского Института фотоники и Массачусетского технологического института (США) обнаружили, что графен при поглощении одиночного фотона преобразует его сразу в несколько электронов. В большинстве материалов при поглощении одного фотона вырабатывается лишь один электрон. Графен, следовательно, способен стать ..
2013-03-1 2050 0 Технология
0
Графен сделает солнечную энергию доступней
Благодаря уникальным свойствам графен может быть использован в будущем как новый эффективный материал для солнечных батарей. Что общего между физиками и юристами- И те, и другие в своей работе полагаются на законы. Вот только если нарушение законов государства может иметь не самые ..
2015-01-26 5981 0 Технология
2
Nokia освоит миллиардный грант на внедрение графена
Nokia стала одной из компаний, получивших от Европейского союза крупный грант на изучение графена, самого прочного и тонкого материала на Земле. Размер субсидии — 1,35 миллиарда долларов, пишет CNET. Деньги на исследования будут выплачиваться постепенно, в течение ..
2013-02-2 1483 0 Технология
0
Создан первый транзистор на фосфорной альтернативе графена
Ученые из Мичиганского университета и Университета Пердью разработали первый в мире транзистор на фосфорене — двухмерном фосфоре. Описание устройства выложено в виде препринта в архиве Корнельского университета, кратко о нем пишет NewScientist. На основе фосфорена и сульфида молибдена ученые создали CMOS-инвертер ..
2014-01-27 1749 0 Технология
0
Светодиоды научились излучать запутанный свет
Физики из Университета Торонто разработали схему работы светодиодов, которые за счет дополнительного сверхпроводящего слоя излучают запутанные фотоны. Работа опубликована в журнале Physical Review B, ее препринт можно найти в arxiv.org, кратко содержание статьи приводится на сайте университета. Обычные ..
2014-03-21 1600 0 Технология
0
Мышцы из графена обеспечат плавные движения
Биоинженерам из университета Дюка удалось создать материал, который сможет обеспечить плавные движения искусственных протезов и экзоскелетов. В настоящее время движения этих устройств обеспечиваются гидравлическими или пневматическими приводами, что делает невозможными плавные и естественные движения из-за того, ..
2013-02-26 1938 0 Технология
0
Графен оказался идеальным материалом для бронежилетов
Физики в новом баллистическом тесте продемонстрировали высокую ударопрочность графена, а также сравнили его с бронежилетом. Результаты своих исследований авторы опубликовали в журнале Science, а кратко с ними можно ознакомиться на сайте New Scientist. В новом тесте ученые использовали лазерный импульс, ..
2014-11-30 4079 0 Технология
4
Ученые создали новую систему формирования радиосигналов
Команда инженеров из Колумбийского Университета создала нано -механическую систему с возможностью формирования радиосигналов FM. Другими словами, они построили то, что является фактически самым маленьким в мире FM радио передатчиком. Используя графен (один атомный слой углерода признанный за его прочность и превосходные электрические ..
2013-12-4 1442 0 Технология
0
Помпоны из графена приспособили для аккумуляторов будущих смартфонов
Ученые из южнокорейского университета изготовили самые необычные 3D-помпоны их графена (сростки тонких лепестков на подобии помпона или шарика из гофрированной бумаги), что должно позволить использовать это вещество в батареях. Графен является одним из лучших электропроводников в мире, однако его структурное строение не позволяет ..
2015-01-22 6327 0 Технология
-2
Смятый графен стал основой искусственных мышц
Физики научились контролировать образование складок на графене и использовали их для создания искусственных «мышц» - электромеханического двигателя. Работа опубликована в журнале Nature Materials, а ее краткое содержание приводит сайт университета Дьюка. Для управления образованием складок на одноатомном углероде ученые использовали ..
2013-01-29 1995 0 Технология
1
Разработан дешевый метод получения графена
Американские и корейские ученые разработали метод получения графена из сухого льда, который отличается очень низкой стоимостью.В настоящее время графен получил почетный статус синтетического материала века – совершенно плоские листы, состоящие из атомов углерода, ..
2012-05-12 5120 0 Технология
0
Графен решили использовать для опреснения воды
Инженеры из Массачусетского технологического института предложили использовать графен с порами контролируемого размера для опреснения воды. Работа опубликована в журнале Nano Letters, ее краткое содержание можно прочитать на сайте института. Физики моделировали проникновение ионов солей через графеновые поры ..
2012-07-3 2231 0 Технология
0
IBM усовершенствовала графеновую интегральную схему
Исследователи IBM объявили о создании интегральной схемы, состоящей из трех транзисторов на основе графена (см. фото сверху). Встроив ее в радиоприемник прямого усиления, они смогли без искажений отправить текстовое сообщение. Графен представляет собой лист атомов углерода толщиной в один атом и известен своей ..
2014-02-01 1749 0 Технология
1
Ученые готовы создать терагерцовый лазер
Графен считается универсальным материалом в такой науке, как материаловедение: его двумерная сотовидная решетка, состоящая из атомов углерода, прочнее стали и обладает чрезвычайно высокой подвижностью носителей заряда, кроме того, прозрачная, легкая и гибкая. Неудивительно, что для графена есть много приложений ..
2013-10-30 1879 0 Технология
0
Ученые научились управлять структурой графена
Группа физиков из Университета штата Аризона обнаружила, как изменить кристаллическую структуру графена при помощи электрического поля. Это открытие стало важным шагом к возможному использованию графена в микропроцессорах, которые будут меньше и быстрее, чем современные компоненты, построенные на основе кремния. Графен ..
2014-05-05 1568 0 Технология
0