(Phys.org) —Het is geen röntgenzicht, maar je zou het infrarood zien kunnen noemen.

Een door de Universiteit van Buffalo geleid onderzoeksteam heeft een techniek ontwikkeld om een ​​stapel grafeenvellen te 'doorzien' om de elektronische eigenschappen van elk afzonderlijk vel te identificeren en te beschrijven, zelfs als de vellen elkaar bedekken.

De methode omvat het schieten van een bundel infrarood licht op de stapel, en meten hoe de oscillatierichting van de lichtgolf verandert als deze van de lagen binnenin weerkaatst.

Om verder uit te leggen:wanneer een magnetisch veld wordt aangelegd en vergroot, verschillende soorten grafeen veranderen de richting van oscillatie, of polarisatie, op verschillende manieren. Een grafeenlaag die netjes op een andere is gestapeld, heeft een ander effect op polarisatie dan een grafeenlaag die rommelig is gestapeld.

"Door de polarisatie van gereflecteerd licht van grafeen in een magnetisch veld te meten en nieuwe analysetechnieken te gebruiken, we hebben een ultragevoelige vingerafdruktool ontwikkeld die in staat is om verschillende grafeen-multilagen te identificeren en te karakteriseren, " zei John Cerne, doctoraat, UB universitair hoofddocent natuurkunde, die het project leidde.

De techniek stelt de onderzoekers in staat om tientallen afzonderlijke lagen binnen een stapel te onderzoeken.

grafeen, een nanomateriaal dat bestaat uit een enkele laag koolstofatomen, heeft grote belangstelling gewekt vanwege zijn opmerkelijke fundamentele eigenschappen en technologische toepassingen. Het is lichtgewicht, maar ook een van 's werelds sterkste materialen. De kenmerken ervan zijn zo ongelooflijk dat het in 2010 een Nobelprijs voor natuurkunde ontving voor twee wetenschappers die pionierswerk verrichtten in zijn onderzoek.

Cerne's nieuwe onderzoek kijkt naar de elektronische eigenschappen van grafeen, die veranderen als vellen van het materiaal op elkaar worden gestapeld. De bevindingen verschenen op 5 november in Wetenschappelijke rapporten , een online, open access tijdschrift geproduceerd door de uitgevers van Nature.

Tot de medewerkers van Cerne behoorden collega's van de UB en het U.S. Naval Research Laboratory.

Dus, waarom beïnvloeden niet alle grafeenlagen de polarisatie van licht op dezelfde manier?

Cerne zegt dat het antwoord ligt in het feit dat verschillende lagen licht op verschillende manieren absorberen en uitstralen.

De studie toonde aan dat absorptie- en emissiepatronen veranderen wanneer een magnetisch veld wordt aangelegd, wat betekent dat wetenschappers de polarisatie van licht aan en uit kunnen zetten door een magnetisch veld aan te leggen op grafeenlagen of, sneller, door een spanning aan te leggen die elektronen door het grafeen laat stromen.

"Het toepassen van een spanning zou een snelle modulatie mogelijk maken, wat de mogelijkheid opent voor nieuwe optische apparaten die grafeen gebruiken voor communicatie, beeldvorming en signaalverwerking, " zei eerste auteur Chase T. Ellis, een voormalig afgestudeerd onderzoeksassistent aan de UB en een huidige postdoctorale fellow bij het Naval Research Laboratory.