Физики придумали, как графен можно использовать в качестве высокочувствительного приемника терагерцовых волн, который может определять степень поляризации этой формы излучения. Описание их работы опубликовал научный журнал ACS Nano Letters, кратко об этом пишет пресс-служба МФТИ.

«Наш эксперимент показал, что графен, полученный путем осаждения паров углерода, можно использовать для создания различных активных плазмонных устройств. В частности, мы показали, что из этого материала можно создать электрический детектор поляризации терагерцового излучения», – отмечают ученые.

Графен – это одиночный слой атомов углерода, которые соединены между собой химическими связями, напоминающими структуру пчелиных сот. За получение и изучение первых образцов графена Константин Новоселов и Андрей Гейм получили в 2010 году Нобелевскую премию по физике.

Эксперименты показали, что у графен есть не только полезные свойства. Некоторые его характеристики, как оказалось, мешают использовать его на практике.

Из-за этого Гейм и его коллеги из МФТИ лишь два года назад смогли сделать из графена датчик терагерцовых волн.

Датчик «закрученности» невидимых лучей

Эти волны можно использовать для того, чтобы очень быстро передавать информацию, а также для создания различных медицинских и научных приборов, которые используют терагерцовое излучение для получения изображений внутренних органов и различных объектов неживой природы. Проблема заключается в том, что создание компактных источников и приемников подобных волн оказалось очень сложной задачей.

Авторы новой работы решили эту проблему. Они обратили внимание на то, что прохождение терагерцовых лучей через листы графена будет порождать в нем так называемые плазмонные волны – коллективные колебания электронов и «дырок», отрицательно и положительно заряженных носителей заряда. Эти колебания можно уловить, соединив пленку из графена с транзистором и набором из золотых электродов, которые по форме похожи на галстук-бабочку.

Добившись подобных успехов, ученые под руководством заместителя заведующего лабораторией МФТИ Георгия Федорова задумались о решении более сложной задачи – создании компактного датчика поляризации терагерцовых волн. С помощью подобного прибора можно передавать значительно больше информации через такое излучение, а также значительно расширить применимость его источников в других областях науки и техники.

Дальнейшие эксперименты показали, что если несколько изменить форму золотой «бабочки», то графеновый детектор можно приспособить и для оценки того, в какую сторону «закручены» невидимые нам волны.

Как отмечают ученые, для его изготовления можно применять самые дешевые формы графена, которые получают путем химического осаждения паров углерода. Благодаря этому подобные детекторы терагерцового излучения могут быть максимально доступными и производить их можно в промышленных масштабах.