Ученые готовы создать терагерцовый лазер

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 — например, в очень быстрых транзисторах и гибких дисплеях. Команда исследователей, возглавляемая учеными Института Макса Планка, изучающая структуру и динамику вещества в Гамбурге, показала, что графен может найти применение в новых лазерах для генерации терагерцового импульса с большой длиной волны.

Лазерное излучение терагерцового диапазона очень востребовано в науке, но пока что подобные лазеры не разработаны. Ранее проведенными теоретическими исследованиями было показано, что подобные лазеры могут быть созданы с использованием графена. Однако были обоснованные сомнения, которые ученые из Гамбурга сейчас рассеяли, параллельно обнаружив, что применение графена имеет свои ограничения, в частности они, показали, что графен не может использоваться для эффективного сбора света в солнечных элементах.

В принципе, каждый полупроводниковый материал может соответствовать этому критерию, для создания подобного распределения электронов, называемого инверсией. Именно такое распределение, инверсию, создали и продемонстрировали у графена Изабелла Гиерз (Isabella Gierz) и ее коллеги из Центра лазерных установок (Central Laser Facility) в Харвелле (Harwell) (Англия).

До сих пор терагерцовые импульсы генерировались с помощью неэффективных процессов в нелинейных оптических средах.

«Наши исследования показали, что электроны графена подобны электронам классического полупроводника, — говорит Изабелла Гиерз. — В определенной степени, графен может рассматриваться как полупроводник, имеющий нулевую запрещенную зону. Поэтому инверсия в графене длится всего около 100 фемтосекунд, менее триллионной доли секунды. Вот почему графен не может быть использован для непрерывных лазеров, но потенциально есть возможность генерации сверхкоротких лазерных импульсов».
Такой графеновый лазер был бы особенно полезен для исследовательских целей. Например, для широкополосного усиления лазерного света с очень большой длиной волны, так называемого терагерцового излучения. Этот тип лазерного света может быть использован также в области фундаментальных исследований по изучению, например, высокотемпературных сверхпроводников.

Источник: tgdaily.ru

Похожие новости:
Лазерный интернет: быстрее и еще быстрее
Физики из Университета штата Иллинойс разработали и создали миниатюрный оксидный лазер длиной 850 нм, способный передавать своими импульсами информацию со скоростью 40 гигабит в секунду. Подробности этой разработки опубликованы в журнале IEEE Photonics Technology Letters.  Лазер относится к типу oxide VCSEL, ..
2013-11-8 2768 0 Технология
0
Новый мощный лазер будет рвать ткань пространства
Ученые планируют за $ 1,5 млрд. создать лазер достаточно сильный, чтобы "рвать ткань пространства". Лазер достаточно мощный, чтобы разорвать материю пространства может быть построен в Великобритании. Крупный научный проект будет идти по стопам Большого адронного ..
2011-11-1 3062 0 Технология
1
Физики создали аналог раздевающих сканеров для молекул
Физики из университетов Питтсбурга и Висконсин-Мэдисон разработали микроскопические излучатели и детекторы, которые позволяют создать аналог аэропортового сканера безопасности для индивидуальных молекул. Прибор позволит изучать их свойства в терагерцовом диапазоне. Работа опубликована в журнале Nano Letters, кратко о ней можно ..
2013-08-6 1551 0 Технология
0
Лазер величиной с вирус
Самый компактный в мире лазер – устройство размером с вирусную частицу. «Плазмонный нанолазер», разработанный командой Тери Одом (Teri Odom), работает при комнатной температуре и может быть легко интегрирован в современные электронные устройства, делая их еще более компактными и быстродействующими.Плазмоны ..
2012-11-15 1667 0 Технология
1
В России разработан уникальный медицинский лазер
Специалистами факультета инновационных технологий Томского государственного университета был изобретен лазер, предназначенный для резки костей и биологических тканей. Как сообщается на сайте ТГУ, лазер не имеет аналогов как в России, так и во всем мире, а основной особенностью установки является то, что при воздействии лазера не происходит обугливания ..
2015-03-17 2275 0 Технология
2
Новый лазер для высокоскоростной передачи данных
Инженеры-электрики, университета штата The University of Texas в Арлингтоне и университета University of Wisconsin-Madison, разработали новый лазер для встроенных оптических соединений, который увеличит скорость и энергетическую эффективность компьютера. Свои выводы они опубликовала в журнале Nature Photonics. Высотой всего 2 мкм, меньше ..
2012-07-25 2516 0 Технология
0
Физики научились управлять режимами акустического лазера
Ученые из Мэриленда (США) продемонстрировали возможность управления многомодовым (многочастотным) режимом работы акустического лазера. Результаты своей работы авторы опубликовали в журнале Physical Review Letters. Акустический лазер включает в себя полость-резонатор, в которой установлена специальная отражающая мембрана, ..
2014-07-17 1518 0 Технология
0
Ученые имплантировали лазеры в живые клетки
Британским ученым удалось имплантировать миниатюрные лазеры в живые клетки. Теперь с помощью этих устройств можно будет отслеживать перемещения отдельных клеток на протяжении нескольких дней и даже недель. О новой технологии рассказывается на страницах журнала Nano Letters, ..
2015-07-24 4239 0 Технология
0
РФ лидирует в лазерной гонке
В городе Саров Нижегородской области построят самый мощный в мире лазер. Установка двойного назначения стоимостью 1,75 млрд. руб. будет высотой с 10-этажный дом и длиной 360 метров. Есть мировой рейтинг мощнейших суперкомпьютеров, существует и рейтинг гигантских лазеров. Мощность ..
2012-02-23 2896 0 Технология
0
Ученые создали микроускоритель частиц
Физики из Университета штата Техас в Остине создали настольный ускоритель частиц, который может разгонять частицы до таких энергий и скоростей, которые ранее были достижимы только с применением ускорителей длиною в сотни метров и стоившими сотни миллионов долларов. «Мы ..
2013-06-22 1729 0 Технология
0
Физики предложили идею плазменно-лазерного ускорителя
Ученые из Национальной лаборатории Лоуренса в Беркли пришли к выводу, что использование лазеров может уменьшить длины ускорителей частиц в тысячи раз. Работа специалистов опубликована в журнале Physics of Plasmas, кратко с ней можно ознакомиться на сайте Phys.org. Физики рассмотрели идею плазменно-лазерного ..
2014-05-29 1821 0 Технология
1
Российские учёные создают плотный лазер
Специалисты НВП «Топаз» в Томске разрабатывают лазерную установку для резки и сварки толстых металлов, которая не имеет аналогов в мире, передаёт inotomsk.ru. «Наша идея позволяет при меньшей мощности получить более высокую плотность мощности излучения, чем у стандартных систем. Для резки и сварки ..
2015-06-22 1889 0 Технология
0
Новая технология процессоров нарушает "закон Мура"
Ученые из компании ASML придумали способ, как при помощи улучшенного метода фотолитографии, используемого для производства микропроцессоров, выпускать еще более компактные чипы. Новую технологию могут взять на вооружение производители уже к 2015 году. Современный способ, которому следуют более пятидесяти лет, ..
2013-08-10 2010 0 Технология
0
Физики создавали двухмерные графеновые транзисторы
Американские физики сделали большой шаг в сторону двухмерной графеновой электроники, научившись наносить слой изолятора на произвольные участки листа из "нобелевского" углерода, что позволило им изготовить сверхтонкие транзисторы из графена, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Nanotechnology. Этот элемент ..
2013-01-29 1680 0 Технология
0
В США научились выращивать репродуктивные органы
Американские ученые из Института регенеративной медицины научились выращивать искусственные пенисы. Они долгое время проводили опыты над кроликами, а теперь готовы поэкспериментировать с людьми, которые пережили операции, получили травму или родились с физическими недостатками, передает The Guardian. Ученые планируют провести ..
2014-10-06 2612 0 Технология
2