(Phys.org)—Grafeen kan worden gebruikt om te onderzoeken hoe licht interageert met nano-antennes, mogelijk de efficiëntie van zonnecellen en fotodetectoren verhogen, Onderzoekers van de Universiteit van Manchester hebben ontdekt.

Inschrijven Nano-letters en Physica Status Solidi Rapid Research Letters , een team onder leiding van Dr. Aravind Vijayaraghavan in samenwerking met Professor Stephanie Reich aan de Freie Universität Berlin en Professor Stefan Maier aan het Imperial College London, hebben aangetoond dat grafeen kan worden gebruikt om te onderzoeken hoe licht interageert met gouden nanostructuren van verschillende vorm, grootte en geometrie.

Deze interactie, door plasmonresonantie, is hetzelfde fenomeen dat kleur geeft aan het gotische glas-in-loodraam van de Notre-Dame de Paris.

Wanneer licht op een metaaldeeltje schijnt dat kleiner is dan de golflengte van het licht, de elektronen in het deeltje beginnen met de lichtgolf heen en weer te bewegen. Dit veroorzaakt een toename van het elektrische veld aan het oppervlak van het deeltje.

Wanneer twee van dergelijke deeltjes dicht bij elkaar worden gebracht, de oscillerende elektronen in de twee deeltjes interageren met elkaar, het vormen van een nog hoger elektrisch veld tussen de twee deeltjes, resulterend in een koppeling tussen de twee deeltjes. Het is moeilijk gebleken om de grootte van deze koppeling en het resulterende elektrische veld experimenteel te observeren en te meten.

Het team en de medewerkers van Dr. Vijayaraghavan hebben aangetoond dat grafeen bovenop dergelijke gekoppelde gouden antennes van verschillende vormen kan worden geplaatst, en door Raman-spectroscopie uit te voeren op het grafeen, dit gekoppelde plasmonische systeem kan worden waargenomen en gemeten.

Hij zei:"Als een vel grafeen, slechts één atoom dik, wordt bovenop twee gouddeeltjes naast elkaar geplaatst, het grafeen buigt om de deeltjes en wordt uitgerekt in de opening tussen de deeltjes. Als er licht op het grafeen valt, het is in verschillende mate verspreid van de gespannen en ongespannen delen van het grafeen.

"Gelukkig, het gespannen deel van het grafeen ligt ook in hetzelfde gebied als het plasmonische elektrische veld - in de holte tussen de twee stippen. Dit stelt ons in staat om de hoeveelheid licht te vergelijken die wordt verstrooid door de plasmonische holte en het omliggende gebied, en een grootheid voor de versterking afleiden uit de plasmonische antenneholte.

"Het licht dat wordt verstrooid door het gespannen grafeen kan 1000 keer helderder zijn dan het licht van het omringende grafeen."