(Phys.org) -- Sinds de ontdekking in 2004, grafeen, het in honingraat gerangschikte blad van één atoom dikke koolstofatomen, is doorgegaan met het maken van golven in zowel de natuurkunde als de technische wereld. Nu komt er nieuws van weer een ander onderzoeksteam dat een nieuw gevonden eigenschap van het fascinerende materiaal aankondigt. Deze keer, zoals de groep beschrijft in hun paper gepubliceerd in Fysieke beoordelingsbrieven , Het is gebleken dat het optische versterkingseigenschappen heeft als gevolg van populatie-inversie van elektronen wanneer het wordt geraakt met een korte ontploffing van een laser.

Optische versterking betekent dat als er licht op een materiaal schijnt, het reflecteert meer terug dan er werd ingestuurd; een zeer nuttige eigenschap voor het maken van opto-elektrische apparaten zoals lasers, versterkers, modulatoren en absorbers.

In deze laatste onderzoeksinspanning, het team gebruikte grafeen dat epitaxiaal was gegroeid, dat is waar een kristallijne substantie op een substraat wordt gelegd, resulterend in een plaat van hoge kwaliteit grafeen. Vervolgens prikkelden ze het grafeen met pomplaser (1,55 eV.) pulsen van zeer korte duur (35 fs). Bij het meten van de hoeveelheid licht die werd teruggekaatst, ze ontdekten dat het meer was dan er was ingestuurd. Dit zeggen ze:was vanwege de unieke fysieke eigenschappen van grafen waardoor de lichtgeleiding van positief naar negatief verandert, wat natuurlijk betekent dat het meer reflecteert dan het absorbeert.

Specifieker, de optische versterkingseigenschap van het materiaal treedt op omdat als de pomplaserpuls het grafeen raakt, zijn elektronen worden geëxciteerd met meer ladingsdragers die in de Dirac-kegel opwinden dan in de onderste kegel (populatie-inversie). Door de onbalans, een sondefoton die de aangeslagen toestanden stimuleert, veroorzaakt de emissie van infrarood licht. En wat meer is, de winst is meer dan die voor conventionele optische apparaten.
Aanvullend onderzoek door het team toonde aan dat de optische versterking die werd waargenomen met het grafeenmonster ook kon optreden over een breed scala aan energiepulsen van de laser, wat leidt tot nog meer potentiële toepassingen.

Hoewel hun onderzoek veelbelovend is, het team erkent dat er nog veel meer werk moet worden verzet voordat er echte apparaten in de echte wereld kunnen worden gemaakt die profiteren van deze nieuw gevonden eigenschap van grafeen, maar uiteindelijk, de hoop is dat dergelijke apparatuur hun taken sneller zal kunnen uitvoeren dan wat momenteel beschikbaar is, waardoor de ontwikkeling mogelijk wordt van snelle telecommunicatieapparatuur die kan voldoen aan de steeds groeiende vraag naar snellere netwerken.

© 2012 Phys.Org