Grafeen, een tweedimensionaal materiaal gemaakt van koolstofatomen gerangschikt in een hexagonaal rooster, heeft unieke elektronische en optische eigenschappen die het een veelbelovend materiaal maken voor het controleren van de voortplanting van licht op nanoschaal. Recente theoretische berekeningen hebben aangetoond dat grafeen kan worden gebruikt om metamaterialen te maken. Dit zijn kunstmatige materialen die zo zijn ontworpen dat ze specifieke elektromagnetische eigenschappen hebben die niet in de natuur voorkomen.

Een van de meest opwindende toepassingen van grafeen-metamaterialen is het vermogen om de fase en amplitude van lichtgolven te controleren. Dit zou kunnen worden gebruikt om apparaten te creëren zoals optische schakelaars en modulators, die essentiële componenten zijn van optische communicatiesystemen. Grafeen-metamaterialen kunnen ook worden gebruikt om superlenzen te maken, die licht voorbij de diffractielimiet kunnen focusseren, en om nieuwe soorten antennes en sensoren te ontwerpen.

De potentiële toepassingen van grafeen-metamaterialen worden nog steeds onderzocht, maar deze theoretische berekeningen laten zien dat dit materiaal het potentieel heeft om een ​​revolutie teweeg te brengen op het gebied van nanofotonica.

Hier zijn enkele specifieke voorbeelden van hoe grafeen-metamaterialen kunnen worden gebruikt om de voortplanting van licht op nanoschaal te controleren:

* Optische schakelaars: Grafeen-metamaterialen kunnen worden gebruikt om optische schakelaars te maken die licht op nanoschaal kunnen in- en uitschakelen. Dit zou kunnen worden gebruikt om nieuwe soorten optische circuits en logische poorten te creëren, die essentiële componenten van computers zijn.

* Optische modulatoren: Grafeen-metamaterialen kunnen ook worden gebruikt om optische modulatoren te maken, die de fase of amplitude van lichtgolven kunnen veranderen. Dit zou kunnen worden gebruikt om apparaten te maken zoals optische filters en polarisatoren, die worden gebruikt in een verscheidenheid aan toepassingen, zoals telecommunicatie en beeldvorming.

* Superlenzen: Grafeen-metamaterialen kunnen worden gebruikt om superlenzen te creëren, die licht voorbij de diffractielimiet kunnen focusseren. Dit zou kunnen worden gebruikt om nieuwe soorten microscopen en beeldapparatuur te creëren, maar ook om de prestaties van bestaande optische systemen te verbeteren.

* Antennes en sensoren: Grafeen-metamaterialen kunnen ook worden gebruikt om nieuwe soorten antennes en sensoren te ontwerpen. Deze apparaten kunnen worden gebruikt om de prestaties van draadloze communicatiesystemen te verbeteren, maar ook om een ​​verscheidenheid aan fysische en chemische eigenschappen te detecteren en te meten.

De potentiële toepassingen van grafeen-metamaterialen worden nog steeds onderzocht, maar deze theoretische berekeningen laten zien dat dit materiaal het potentieel heeft om een ​​revolutie teweeg te brengen op het gebied van nanofotonica.