(Phys.org)—Le graphène peut être utilisé pour étudier comment la lumière interagit avec les nano-antennes, augmenter potentiellement l'efficacité des cellules solaires et des photodétecteurs, Des chercheurs de l'Université de Manchester ont découvert.

Écrire dans Lettres nano et Lettres de recherche rapide Physica Status Solidi , une équipe dirigée par le Dr Aravind Vijayaraghavan en collaboration avec le professeur Stephanie Reich à la Freie Universität Berlin et le professeur Stefan Maier à l'Imperial College de Londres, ont montré que le graphène peut être utilisé pour étudier comment la lumière interagit avec des nanostructures d'or de forme différente, taille et géométrie.

Cette interaction, par résonance plasmon, C'est le même phénomène qui donne de la couleur à la rosace en vitrail gothique de Notre-Dame de Paris.

Lorsque la lumière éclaire une particule métallique plus petite que la longueur d'onde de la lumière, les électrons de la particule commencent à se déplacer d'avant en arrière avec l'onde lumineuse. Cela provoque une augmentation du champ électrique à la surface de la particule.

Lorsque deux de ces particules sont rapprochées l'une de l'autre, les électrons oscillants dans les deux particules interagissent les uns avec les autres, former un champ électrique encore plus élevé entre les deux particules, résultant en un couplage entre les deux particules. Il s'est avéré difficile d'observer et de mesurer expérimentalement l'amplitude de ce couplage et du champ électrique résultant.

L'équipe et les collaborateurs du Dr Vijayaraghavan ont montré que le graphène peut être placé sur de telles antennes en or couplées de différentes formes, et en réalisant une spectroscopie Raman sur le graphène, ce système plasmonique couplé peut être observé et mesuré.

Il a dit:"Quand une feuille de graphène, juste un atome d'épaisseur, est placé au-dessus de deux particules d'or l'une à côté de l'autre, le graphène se plie autour des particules et s'étire dans l'espace entre les particules. Quand la lumière tombe sur le graphène, il est dispersé à des degrés différents des parties tendues et non tendues du graphène.

"Heureusement, la partie tendue du graphène se trouve également dans la même région que le champ électrique plasmonique - dans la cavité entre les deux points. Cela nous permet de comparer la quantité de lumière diffusée par la cavité plasmonique et la région environnante, et dériver une quantité pour l'amélioration à partir de la cavité d'antenne plasmonique.

"La lumière diffusée par le graphène tendu peut être 1000 fois plus brillante que la lumière du graphène environnant."