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研究人员开发由石墨烯和碳纳米管制成的Spaser

时间:2018-05-20  点击: 39

来自莫纳什大学的研究人员开发了一种使用石墨烯和碳纳米管的spaser,显示石墨烯和碳纳米管可以通过光线相互作用并相互传递能量。 /

正在调查的新版“spaser”技术可能意味着手机变得如此小巧,高效且灵活,可以印在衣服上。

莫纳什大学电子与计算机系统工程系(ECSE)的一个研究小组模拟了世界上第一个spaser(表面等离激元放大受激发射辐射)完全由碳制成。

spaser实际上是纳米级激光或纳米激光器。它通过自由电子的振动发射出一束光,而不是传统激光器耗费空间的电磁波发射过程。

博士生和首席研究员Chanaka Rupasinghe说,使用碳进行模拟的spaser设计将提供许多优点。

“迄今为止设计的其他spasers由金或银纳米粒子和半导体量子点制成,而我们的设备将由石墨烯谐振器和碳纳米管增益元件组成,”Chanaka说。

“碳的使用意味着我们的spaser会更加健壮和灵活,可以在高温下运行,并且是环保的。

“由于这些特性,将来可能会在服装上印上极薄的手机。”

基于Spaser的器件可以用来替代当前基于晶体管的器件,如微处理器,存储器和显示器,以克服目前的小型化和带宽限制。

研究人员选择使用石墨烯和碳纳米管来开发spaser。它们比钢铁强百倍以上,比铜更能传导热量和电力。它们也可以承受高温。

他们的研究首次表明石墨烯和碳纳米管可以通过光线相互作用并相互传递能量。这些光学相互作用非常快速和节能,因此适用于诸如计算机芯片等应用。

“石墨烯和碳纳米管可用于需要坚固,轻质,导电和热稳定材料的应用场合,因为它们具有出色的机械,电气和光学特性。他们已经过纳米天线,电导体和波导的测试,“Chanaka说。

Chanaka说,spaser产生集中在纳米级空间的高强度电场。这些比通过激光照射金属纳米粒子产生的应用如癌症治疗强得多。

“科学家已经找到了引导纳米颗粒接近癌细胞的方法。我们可以根据这些技术移动石墨烯和碳纳米管,并使用通过spasing现象产生的高浓度场来摧毁个体癌细胞,而不会伤害身体内的健康细胞。“Chanaka说。

出版物:Chanaka Rupasinghe等人,“Spaser Made of Graphene and Carbon Nanotubes”,ACS Nano,2014,8(3),第2431-2438页; DOI:10.1021 / nn406015d

来源:莫纳什大学

图片:莫纳什大学

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