(Phys.org) -- Depuis sa découverte en 2004, graphène, la feuille arrangée en nid d'abeilles d'atomes de carbone d'une épaisseur d'un atome, a continué à faire des vagues dans les mondes de la physique et de l'ingénierie. Voici maintenant des nouvelles d'une autre équipe de recherche annonçant une nouvelle propriété découverte du matériau fascinant. Cette fois, comme le groupe le décrit dans son article publié dans Lettres d'examen physique , il s'est avéré avoir des propriétés de gain optique à la suite de l'inversion de population d'électrons lorsqu'il est frappé par une courte explosion d'un laser.

Le gain optique signifie que si la lumière est projetée sur un matériau, il renvoie plus qu'il n'a été envoyé; une propriété très utile pour la fabrication de dispositifs optoélectriques tels que les lasers, amplificateurs, modulateurs et absorbeurs.

Dans ce dernier effort de recherche, l'équipe a utilisé du graphène qui avait été cultivé par épitaxie, c'est là qu'une substance cristalline est superposée sur un substrat, résultant en une feuille de graphène de haute qualité. Ils ont ensuite excité le graphène avec des impulsions laser pompe (1,55 eV) de très courte durée (35 fs). En mesurant la quantité de lumière réfléchie, ils ont trouvé que c'était plus que ce qui a été envoyé. était à cause des propriétés physiques uniques du graphène qui font que sa conduction lumineuse passe du positif au négatif, ce qui signifie bien sûr qu'il réfléchit plus qu'il n'absorbe.

Plus précisement, la propriété de gain optique du matériau se produit parce que lorsque l'impulsion laser de pompe frappe le graphène, ses électrons s'excitent avec plus de porteurs de charge s'enroulant dans le cône de Dirac que dans le cône inférieur (inversion de population). En raison du déséquilibre, un photon sonde stimulant les états excités provoque l'émission de lumière infrarouge. Et en plus, le gain est supérieur à celui des dispositifs optiques conventionnels.
Des recherches supplémentaires menées par l'équipe ont montré que le gain optique observé avec l'échantillon de graphène pouvait également se produire sur une large gamme d'impulsions d'énergie du laser, menant à encore plus d'applications potentielles.

Bien que leurs recherches soient prometteuses, l'équipe reconnaît qu'il reste encore beaucoup de travail à faire avant de pouvoir créer des dispositifs réels qui tirent parti de cette nouvelle propriété du graphène, mais éventuellement, l'espoir est que ces équipements pourront effectuer leurs tâches plus rapidement que ce qui est actuellement disponible, permettant le développement d'appareils de télécommunications à haut débit capables de répondre à la demande toujours croissante de réseaux plus rapides.

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