(PhysOrg.com) -- In optische apparaten die zijn ontworpen en gebruikt om licht te verzamelen, er is altijd lichtverlies geweest door reflectie, nu, nieuw onderzoek door een team van natuurkundigen uit Spanje en Engeland heeft gevonden, via berekening, dat als geladen grafeenschijven van precies de juiste grootte werden gemaakt en op de juiste afstand van elkaar werden geplaatst, ze moeten in staat zijn om 100% lichtabsorptie te bereiken. In het team waren Sukosin Thongrattanasiri en Javier García de Abajo uit Spanje en Frank Koppens uit het Verenigd Koninkrijk. Samen hebben ze een paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven hun onderzoek beschrijven.

alleen genomen, grafeen (een laag koolstof van slechts één atoom dik) is niet zo goed in het absorberen van licht, met slechts een absorptiepercentage van 2,3%. Maar als er heel kleine puntjes of nanoschijven van zouden worden gemaakt, suggereert het team, plasmonen kunnen worden gebruikt om de absorptiesnelheid te verhogen. Plasmonen zijn oscillaties van elektronen op kwantumniveau en interageren met licht vanwege het elektrische veld dat ze genereren. Om deze oscillaties in grafeen te laten optreden, een kleine elektrische lading zou kunnen worden toegepast en het veranderen van de hoeveelheid lading zou de hoeveelheid oscillatie veranderen, wat zou betekenen dat de hoeveelheid lichtinteractie kan worden gewijzigd door ook de hoeveelheid lading aan te passen. Daarom, een wiskundige formule kan worden gebruikt om precies de juiste hoeveelheid lading te beschrijven die nodig is om de oscillaties te laten interageren met al het beschikbare licht. Zoals het blijkt, de hoeveelheid lading die nodig is om dat te laten gebeuren, is de hoeveelheid die nodig is om ervoor te zorgen dat de frequentie van de oscillaties overeenkomt met de frequentie van het licht. Maar, om precies het juiste elektrische veld te creëren, het grafeen moet zodanig worden gemanipuleerd dat de oscillaties nauwkeurig kunnen worden gecontroleerd, en dat is waar het vormen van schijven in komt. Door ze precies de juiste maat te maken, zou in theorie, stellen onderzoekers in staat om het optimale elektrische veld te creëren dat 100% lichtabsorptie mogelijk maakt. Belangrijk is ook de plaatsing van de nanodisks ten opzichte van elkaar. Te dichtbij en ze zullen met elkaar interfereren, terwijl te grote afstand zou resulteren in minder dan perfecte lichtabsorptie als gevolg van een ongelijk elektrisch veld.

De volgende stap in deze onderzoeksinspanning zal, natuurlijk, de creatie van een echt fysiek materiaal met nanodisks erin inhouden, om ervoor te zorgen dat het product uit de echte wereld overeenkomt met de theorie. Als alles volgens plan verloopt, nieuwe superefficiënte optische apparaten, zoals spectrometers, zou kunnen leiden.

© 2011 PhysOrg.com