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麻省理工发明石墨烯可将电转化为光

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麻省理工学院的研究人员发如今石墨烯中,光经由过程的速度变慢到和流动的电子速度相仿,这招致了如“音爆”征象一样的“光爆”征象,成为一种新的将电能转化为光的办法。该办法无望用于制造光学电路焦点芯片上,鞭策计算机运转速度的大幅度提拔。

当飞机的挪动速度超越声速时,就会天生一个冲击波,发生出名的“爆炸”声。如今,麻省理工学院的研究人员和其合作伙伴,发明了在石墨烯中存在着一个相似历程。流动的电流在某些状况下,其速度能够超越放缓速度的光,发生光学“爆炸”,从而构成一种激烈聚焦光束。

麻省理工学院的研究人员引见说,这类全新将电能转化为可见光的办法,具有高度可控、快速、高效等长处,具有许多的潜伏使用。该研究工作被报导在近期的《天然通信》杂志上,由麻省理工物理系传授Marin Soljačić及其他科研人员结合完成。

这个发明来自于一个风趣的征象。研究人员发明,当光映照到单层石墨烯时分,它能够减缓数百倍。放缓速度的光子(光的粒子)挪动经由过程单层石墨烯时,十分靠近于电子经由过程不异质料的速度。换句话说,在单层石墨烯中电子经由过程的速度十分快,每秒一百万米,约为真空光速的1/300。这意味着这两个速度充足的附近,两种粒子可能发生明显的相互作用,假如质料能够调理到该速度实现婚配。石墨烯这类捕捉光的才能,被研究人员称之为“外表等离子体模式”。 

这类混淆的属性——减慢光并许可电子快速挪动——是石墨烯的一个不同凡响的特性。这显现出能够操纵石墨烯来制造一种能够的内涵效应:产生光替换捕获光。研讨小组的理论研究表白,这能够缔造一种新方法来产生光。这类转换成为能够的缘故原由是,电子在石墨烯中的速度靠近光速突破了“光屏蔽。”正如突破“音障”时会发生声音的冲击波,在石墨烯中,这将招致光的冲击波,在两维层面上。

如今曾经有很多差别的办法,将电能转化为光——从钨加热丝,托马斯•爱迪生在一个多世纪前实现的;到荧光管、发光二极管(LED)、它们构成的显示屏,以及家庭照明。可是这个新的等离子体基的发光办法能够终极成为此中一种更高效、更松散、更快、更可调理的方法,关于一些特定使用来讲。

最重要是,这是一种高效、可控的等离子体发生方法,与当前微芯片手艺兼容。这类石墨烯基的体系能够成为创立新的光学电路的焦点芯片,这被以为是计算机技术退化的一个次要新标的目的,向更小和更高效器件开展。

该研讨项目由美国陆军研讨实验室和美国陆军研讨办公室撑持,经由过程麻省理工学院的兵士纳米技术研究所。

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