أسطوانة الجرافين: يقوم الباحثون بتطوير تصميم ليزر فونون جديد

الصفحة الرئيسية > صحافة > أسطوانة الجرافين: يقوم الباحثون بتطوير تصميم جديد لليزر فونون

تمثيل تخطيطي لإعداد تجريبي لاستقبال وتسجيل إشعاع الفونون. الإئتمان
كونستانتين أروتيونوف وآخرون.

المستخلص:
طور البروفيسور كونستانتين أروتيونوف من معهد HSE Tikhonov موسكو للإلكترونيات والرياضيات (MIEM HSE) ، مع باحثين صينيين ، مرنانًا ميكانيكيًا قائمًا على الجرافين ، حيث تم إحداث انبعاث متماسك من كمات الطاقة الصوتية ، أو الفونونات. تتمتع هذه الأجهزة ، التي تسمى ليزر الفونون ، بإمكانيات واسعة للتطبيق في معالجة المعلومات ، بالإضافة إلى الاستشعار الكلاسيكي والكمي للمواد. نُشرت الدراسة في مجلة Optics Express.

أسطوانة الجرافين: يطور الباحثون تصميمًا جديدًا لليزر الفونون

موسكو ، روسيا | تم النشر في 18 حزيران (يونيو) 2021

باستخدام القياس مع الفوتونات ، كوانتا الطيف الكهرومغناطيسي ، هناك أيضًا جسيمات الطاقة الصوتية ، الفونونات. في الواقع ، هذه أشياء تم إدخالها بشكل مصطنع في الفيزياء - شبه جسيمات ، والتي تتوافق مع اهتزازات الشبكة البلورية للمادة.

تنبعث بعض المواد عند تعريضها للإشعاع فوتونات لها نفس الطول الموجي والطور والاستقطاب. هذه العملية ، التي تسمى الانبعاث المحفّز ، تنبأ بها ألبرت أينشتاين منذ أكثر من قرن وهي أساس الجهاز الذي نعرفه جميعًا - الليزر. تم إنشاء أولى أنواع الليزر منذ حوالي ستين عامًا ، وقد أصبحت راسخة في حياتنا في مختلف المجالات.

عملية مماثلة ، تنطوي على انبعاث فونونات "متطابقة" ، تكمن وراء جهاز يسمى ، على سبيل القياس ، ليزر فونون ، أو سيزر. في الواقع ، تم التنبؤ به في نفس الوقت مثل الليزر ، ولكن تم تطوير عدد قليل فقط من الإنجازات التجريبية على مدى فترة طويلة من الزمن ، ولم يتم استخدام أي منها على نطاق واسع في الصناعة.

تم استخدام أيونات المغنيسيوم وأشباه الموصلات والأنظمة المركبة ذات الفجوات الدقيقة والرنانات الكهروميكانيكية والجسيمات النانوية والعديد من المواد والأنظمة الأخرى كوسائط نشطة لليزر الفونون على مدار العقد الماضي. على عكس الدراسات السابقة ، استخدمت الدراسة الحالية الجرافين لإنشاء إثارة صوتية متماسكة. نظرًا للخصائص الفريدة للجرافين ، يمكن استخدام هذه الرنانات على نطاق واسع.

تم إنتاج مرنان الجرافين بواسطة الطباعة الحجرية الدقيقة: يتم ترسيب فيلم بوليمر حساس للصور على ركيزة من السيليكون. باستخدام الأشعة فوق البنفسجية ، يتم "رسم" هيكل معين على الركيزة ، مما يسمح لاحقًا بتكوين نظام متكرر من التجاويف الدقيقة عن طريق المعالجة بالبلازما. الركيزة المعالجة مغطاة بطبقة من الجرافين ، وهذا النظام من "الطبول" يتصرف مثل الرنان ، أي أنه يضخم الاهتزازات الخارجية إذا تم توليدها بتردد معين.

إذا تم تشعيع مثل هذا "الأسطوانة" بضوء الليزر بطول موجي محدد ، تنعكس الفوتونات بشكل متكرر بين دعامة السيليكون والجرافين ، مما يؤدي إلى تكوين تجاويف ضوئية حيث يتم إنتاج الاهتزازات الميكانيكية للتردد المناسب.

لقد درسنا تجريبياً بنية نانوية ، وهي عبارة عن غشاء ثابت مصنوع من طبقة أحادية الذرة من الكربون ، أو من الجرافين. تم تنشيط اهتزازات الذرات ، أو الفونونات ، من خلال التعرض للإشعاع البصري الخارجي ، كما يقول كونستانتين أروتيونوف. "من المتوقع أن يستمر البحث ، حيث إنه ذو أهمية كبيرة لكل من فيزياء الأجسام فائقة الصغر ولديه القدرة على إنشاء جيل جديد من أجهزة الاستشعار والمحولات الميكانيكية البصرية".

####

لمزيد من المعلومات ، يرجى الضغط هنا

جهات الاتصال:
ليودميلا ميزينتسيفا
+7 926

تضمين التغريدة

حقوق النشر © المدرسة الوطنية للبحوث العليا للاقتصاد

إذا كان لديك تعليق ، من فضلك اتصل بنا لنا.

جهات إصدار النشرات الإخبارية ، وليس 7th Wave، Inc. أو Nanotechnology Now ، هي المسؤولة وحدها عن دقة المحتوى.

المرجعية: