(PhysOrg.com) - Dans les appareils optiques conçus et utilisés pour collecter la lumière, il y a toujours eu une perte de lumière due à la réflexion, maintenant, de nouvelles recherches menées par une équipe de physiciens espagnols et anglais ont trouvé, par calcul, que si des disques de graphène chargés de la bonne taille étaient fabriqués et placés à la bonne distance les uns des autres, ils devraient pouvoir atteindre 100 % d'absorption de la lumière. Dans l'équipe se trouvaient Sukosin Thongrattanasiri et Javier García de Abajo d'Espagne et Frank Koppens du Royaume-Uni. Ensemble, ils ont publié un article dans Lettres d'examen physique décrivant leurs recherches.

pris seul, le graphène (une couche de carbone d'un seul atome d'épaisseur) n'est pas très efficace pour absorber la lumière, avec seulement un taux d'absorption de 2,3%. Mais s'il était transformé en très petits points ou en nanodisques, l'équipe suggère, les plasmons pourraient être exploités pour augmenter le taux d'absorption. Les plasmons sont des oscillations d'électrons au niveau quantique et interagissent avec la lumière en raison du champ électrique qu'ils génèrent. Pour provoquer ces oscillations dans le graphène, une petite charge électrique pourrait être appliquée et changer la quantité de charge modifierait la quantité d'oscillation, ce qui signifierait que la quantité d'interaction lumineuse pourrait être modifiée en ajustant également la quantité de charge. À cause de ce, une formule mathématique peut être utilisée pour décrire juste la bonne quantité de charge nécessaire pour que les oscillations interagissent avec toute la lumière disponible. Comme il s'avère, la quantité de charge nécessaire pour que cela se produise est la quantité nécessaire pour que la fréquence des oscillations corresponde à la fréquence de la lumière. Mais, afin de créer juste le bon champ électrique, le graphène doit être manipulé de manière à permettre un contrôle fin des oscillations, et c'est là qu'intervient leur transformation en disques. En théorie, leur donner la bonne taille devrait, permettre aux chercheurs de créer le champ électrique optimal qui permettrait une absorption lumineuse à 100 %. Le placement des nanodisques les uns par rapport aux autres est également important. Trop proches et ils interfèrent les uns avec les autres tandis qu'une distance trop grande entraînerait une absorption de la lumière moins que parfaite en raison d'un champ électrique inégal.

La prochaine étape de cet effort de recherche sera, bien sûr, impliquent la création d'un matériau physique réel contenant des nanodisques, pour s'assurer que le produit du monde réel correspond à la théorie. Si tout se passe comme prévu, nouveaux dispositifs optiques super efficaces, tels que les spectromètres, pourrait en résulter.

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