Ultimate magazine theme for WordPress.

دستکاری حرارتی پلاسمون ها در فیلم های نازک اتمی

0

دستکاری حرارتی پلاسمون ها در فیلم های نازک اتمی

 

دستکاری حرارتی پلاسمون ها در فیلم های نازک اتمی
نمایش شماتیک آزمایش کاوشگر پمپ پیش بینی شده بر روی ساختارهای مختلف فیلم فلزی گرافن / فوق نازک از یک پرتو پمپ بسیار شدید (با رنگ قرمز به تصویر کشیده شده) برای گرم شدن شدید الکترونهای موجود در گرافن به چندین هزار کلوین استفاده می شود. این افزایش دمای الکترونیکی در گرافن به شدت بر خصوصیات نوری سیستم تأثیر می گذارد ، و امکان تعدیل سریع پرتو پروب (به رنگ سبز نشان داده شده) را در سیستم ایجاد می کند. اعتبار: توسط ادواردو جی سی دیاس ، رنون یو ، اف. خاویر گارسیا د آباجو

دستکاری حرارتی پلاسمون ها در فیلم های نازک اتمی پلاسمون های سطحی موجود در گرافن به دلیل خواص بسیار جذابشان مانند تنظیم زیاد ویژگی های نوری آن از طریق دروازه برقی و طول عمر نسبتاً بالای پلاسمون ، در دهه گذشته به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. با این حال ، این ویژگی های استثنایی محدود به فرکانس های پایین تر از مناطق طیفی میانه مادون قرمز (اواسط IR) تا تراه هرتز (THz) هستند. علاوه بر این ، قابلیت تنظیم برق گرافن را نمی توان به روشی فوق سریع به دست آورد ، این مسئله مانعی برای کاربرد آن در دستگاه های پر سرعت فناوری است که از اهمیت فزاینده ای برخوردار می شوند.

دانشکده ها :  در مقاله جدید منتشر شده در Light Science & Application ، تیمی از ICFO-Institut de Cirences Fotoniques (بارسلون ، اسپانیا) یک روش کاملاً نوری را پیشنهاد کرده است برای تعدیل پاسخ پلاسمونیک گرافن – و / یا سیستم های مبتنی بر فلز نازک به صورت فوق سریع ، در طیفی از مادون قرمز مادون قرمز تا قابل مشاهده (در مقابل -NIR) فرکانس ها. آنها یک پروب پمپ را پیشنهاد می دهند که در آن از یک پرتو پمپ بسیار سریع و بسیار شدید برای گرم کردن الکترونهای گرافن استفاده می شود. بر اساس ظرفیت حرارتی کم این ماده ۲-D – به این معنی که مقدار کمی انرژی جذب شده توسط این ماده می تواند باعث افزایش زیاد دمای الکترون های آن شود – و به وابستگی شدید هدایت گرافن به دمای الکترونیکی آن ، خصوصیات نوری سیستم با افزایش درجه حرارت الکترونیکی تعدیل می شود و این را می توان توسط پرتو پروب اندازه گیری کرد.

جالب است که از این روش می توان برای تحریک کاملاً نوری پلاسمون ها نه تنها در صفحه گرافن ، بلکه همچنین در یک لایه فلزی نازک که در مجاورت آن قرار گرفته استفاده کرد. به دنبال کار قبلی همان گروه ، آنها پیشنهاد می کنند این کار را با مهندسی یک پرتو پمپ انجام دهند به گونه ای که شدت جلوی موج آن به صورت دوره ای از نظر مکانی متفاوت باشد. به همین ترتیب ، دمای الکترونیکی گرافن (و متعاقباً رسانایی آن) نیز در سطح ورق به صورت محلی تغییر می کند ، به عنوان یک توری موثر عمل می کند که پرتوی پروب را پراکنده می کند و آن را به پلاسمون ها جفت می کند. بسته به طول موج پرتو کاوشگر و وجود یک فیلم نازک فلزی در نزدیکی ورق گرافن ، می توان از این روش برای تحریک پلاسمونهای گرافن (اواسط IR) ، پلاسمونهای فلزی (vis-NIR) یا پلاسمونهای صوتی هیبریدی (THz) استفاده کرد. ) نویسندگان افزودند: “از این طریق می توان بدون نیاز به الگویی جانبی یا استفاده از دستگاه های خارجی مانند نکات SNOM ، پلاسمون ها را در یک طیف وسیعی طیفی تحریک و دستکاری کرد.”

با توجه به نتایجی متفاوت ، نویسندگان پیشنهاد می کنند از اثرات نانو گرمایی در مقیاس نانو برای دستیابی به تعدیل سریع نور استفاده کنند. آنها ساختاری را متشکل از یک مشبک فلزی نازک در بالای یک ورق گرافن که تا حدی سطح فرمی دوپ شده ، متصور هستند. سپس ، با افزایش درجه حرارت الکترون های گرافن از طریق پرتو پمپ ، پتانسیل شیمیایی گرافن کاهش می یابد و انتقال بین باند در گرافن در انرژی های کمتری قابل توجه می شود و قله پلاسمونیک اندازه گیری شده توسط بازتاب یک کاوشگر را فرو می نشاند پرتو . نویسندگان ادعا می کنند: “دمای الکترون های گرافن می تواند به هزاران کلوین برسد ، در نتیجه میرایی اوج بازتاب تا ۷۰٪ است.” یک اثر مشابه را می توان در پلاسمون های صوتی گرافن مشاهده کرد ، اما در این مورد دلیل خاموش شدن افزایش تلفات غیر الاستیک گرافن با دما . نویسندگان افزودند: “در هر دو حالت ، برخلاف روشهای جایگزین برای تعدیل پاسخ ، مانند تغییر الکتریکی سطح فرمی گرافن ، مدولاسیون پاسخ نوری بسیار سریع است.”

“محققان نتیجه گیری می کنند:” مطالعه ما راهی امیدوار کننده به سوی دستکاری فعال فوتوترمال در پاسخ نوری در مواد نازک اتمی با کاربردهای بالقوه در مدولاسیون نور فوق سریع باز می کند. “

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.