Материалы портала «Научная Россия»

Физики нашли способ создать компактный плазмонный генератор для оптоэлектронных схем

Физики нашли способ создать компактный плазмонный генератор для оптоэлектронных схем
Работа прибора основана на уникальных свойствах ван-дер-ваальсовых гетероструктур — композитов из графена и родственных слоистых материалов.

Ученые из МФТИ, Института радиотехники и электроники имени В.А. Котельникова и университета Тохоку (Япония) теоретически обосновали возможность создания источников когерентных плазмонов — ключевых элементов оптоэлектронных схем будущего. Работа прибора основана на уникальных свойствах ван-дер-ваальсовых гетероструктур — композитов из графена и родственных слоистых материалов. Статья физиков опубликована в журнале Physical Review B.

Плазмон — это псевдочастица, представляющая собой смесь колеблющихся электронов и привязанного к ним электромагнитного поля. В своей работе исследователи показали, что гетероструктура из двух слоев графена, разделенных тонкой прослойкой дисульфида вольфрама, может не только поддерживать компактные двумерные плазмоны, но и генерировать их при приложении электрического напряжения.

«Рассчитываемая нами структура является, по сути, активной средой для плазмонов. Более привычными примерами активных сред является гелий-неоновая смесь в газовом лазере или полупроводниковый диод в лазерной указке», — пояснил Дмитрий Свинцов из МФТИ, ведущий автор исследования.

Активная среда для плазмонов — необходимый элемент плазмонного лазера (спазера). Если активную среду периодически включать и выключать, то можно, как говорят ученые, получать плазмонные импульсы «по заказу», что может найти приложение для передачи сигналов в интегральных схемах. Родившиеся в активной среде плазмоны также могут «отвязываться» от слоев графена и становиться фотонами в свободном пространстве. Это дает возможность создавать перестраиваемые источники излучения терагерцового и дальнего инфракрасного диапазона.

Активная среда, конечно же, не является вечным двигателем, и рождающаяся частица (фотон или плазмон) должна откуда-то брать энергию. В предлагаемой двухслойной графеновой структуре плазмон берет энергию от электрона, «прыгающего» со слоя с высокой потенциальной энергией на слой с низкой. 

когерентные плазмоны оптоэлектронные схемы плазмонный генератор

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий