Globalnym celem naszych badań jest stworzenie ultrakompaktowych urządzeń, które mogłyby bardzo
efektywność przetwarzania energii świetlnej nazwane powierzchniowymi polarytonami plazmonowymi. Na ich podstawie można tworzyć konwertery energii świetlnej, takie jak baterie słoneczne, tylko o wielokrotnie większej wydajności. Valentin Volkov, jeden z autorów pracy, dyrektor Centrum Fotoniki i Materiałów Dwuwymiarowych w MIPT
Przypomnijmy, że grafen to pojedyncza warstwa atomów węgla: są one połączone ze sobą wiązaniami chemicznymi. Z zewnątrz wygląda jak plaster miodu.
W celu poprawy wydajności transmisjienergię światła na wibracje na powierzchni grafenu aż do 90%, grupa badaczy zastosowała schemat konwersji energii podobny do lasera, a także efekty rezonansu zbiorowego.
Okazuje się, że najsilniejszy może być efektosiągnąć, gdy światło jest skupione na dwuwymiarowym materiale o grubości tylko jednej warstwy atomowej. Ponieważ takie dwuwymiarowe materiały mają wystarczająco wysoki współczynnik załamania światła.
Grupa naukowców ustaliła, że jeśli oprócz robieniadefekty w strukturze samego arkusza grafenu, a także pokryć go kropkami kwantowymi, umieszczając je w precyzyjnie zweryfikowanej odległości nad powierzchnią grafenu, wówczas siłę oddziaływania między grafenem a cząstkami światła można kilkakrotnie zwiększyć.
W rezultacie stwierdzono, że sprawność przepływu energii do plazmonów-polarytonów nie przekracza 10%.
Naukowcy mają nadzieję, że dalsze eksperymenty potwierdzą wyniki ich obliczeń, a także pokażą, że grafen można wykorzystać do koncentracji energii i masy światła do innych celów.
Czytaj także:
Coroczna misja w Arktyce dobiegła końca, a dane są rozczarowujące. Co czeka ludzkość?
Zobacz najbliższe ujęcia powierzchni Słońca
Koronawirusy nauczyły się naśladować ludzkie białka odpornościowe i oszukiwać organizm