Графеновый лазер для фотонных микросхем

07.06.2013

Международной группе исследователей из Великобритании, Греции и Японии удалось найти новое применение графену. На основе этого материала удалось создать инфракрасный импульсный лазер, причем, по мнению ученых, подобные лазеры могут генерировать и обычные световые импульсы.

Графен отличается отсутствием запрещенной зоны, то есть его электроны могут находиться в состоянии с любым уровнем энергии, в отличие от изоляторов или полупроводников, у которых есть некоторое минимальное расстояние между основным и следующим за ним по энергии состоянием. Благодаря отсутствию запрещенной зоны графен может поглощать даже кванты с не очень большой энергией и за счет этого временно блокировать излучение инфракрасного лазера.

При воздействии на графен инфракрасным излучением материал в определенный момент (в экспериментах физиков это происходило меньше чем через наносекунду) резко меняет свои оптические свойства и становится прозрачным. Как сообщают ученые, реализация подобного эффекта непосредственно внутри лазера на иттербиевом стекле позволяет управлять его работой: лазер излучает только тогда, когда размещенная внутри его резонатора графеновая пленка становится достаточно прозрачной. После того, как графен выпускает световой импульс наружу, он снова начинает поглощать излучение и все повторяется заново, с частотой около 1,6 ГГц.

Расчеты показывают, что аналогичная схема может успешно применяться для генерации импульсов с любой другой длиной волны как в ближнем инфракрасном, так и в видимом диапазоне. Иными словами, на основе графена теоретически можно сделать импульсные лазеры самых разных цветов, причем материал при этом не потребуется подвергать дополнительной обработке. Еще одним преимуществом графена авторы новой работы считают термостойкость материала: многие другие вещества, обладающие подобными свойствами, быстро выгорают при интенсивном облучении.

<< Назад: Экраны E Ink Mobius для умных часов 07.06.2013

>> Вперед: Риск инфекции зависит от времени суток 06.06.2013

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Прикладные процессоры с модулем высокоскоростной беспроводной локальной сети и флэш-памятью NAND 10.03.2014 Компания Toshiba Electronics Europe (TEE) объявила о выпуске новой линейки прикладных процессоров, поддерживающих полосу частот IEEE802.11ac (стандарт для высокоскоростных беспроводных локальных сетей) и оснащенных флэш-памятью NAND. Серия TZ5000 является последним пополнением семейства Toshiba ApP Lite и идеально подходит для различных областей применения, от интернет-видеотюнеров (OTT1) и IP-медиаплееров до портативных устройств, цифровых систем оповещения и тонких клиентов. По мере роста объемов передачи видео и аудио через Интернет растет потребность в телевизионных приставках и другом подобном оборудовании для получения контента и его распространения на компьютеры и смартфоны через беспроводную локальную сеть. Прикладные процессоры серии TZ5000 объединяют в себе возможность подключения к беспроводной локальной сети, требуемую для распространения видео высокого качества, и встроенную флэш-память NAND для сохранения пользовательских программ и хранения больших объемов данных в виде кэша. Это позволяет уменьшить количество внешних интегральных схем и снизить площадь монтажа, что способствует уменьшению размеров оборудования. В этой серии также используется оригинальная маломощная технология, позволяющая снизить потребление энергии и выделение тепла при обработке мультимедийных приложений, таких как HTML5, которые обычно серьезно нагружают центральный процессор. Устройства TZ5000MBG и TZ5001MBG созданы на основе двухъядерного процессора ARM Cortex-A9 MPCore с модулем обработки мультимедиа NEON, работающим на частоте до 1,2 ГГц. Встроенный модуль связи IEEE802.11a/b/g/n/ac 2x2 MIMO (Ensigma C4500) обеспечивает высокоскоростное подключение к беспроводным хост-устройствам. 32 Гбит встроенной флэш-памяти MLC NAND и выделенный контроллер памяти обеспечивают быструю загрузку ПО (например, операционной системы) и высокую скорость доступа к данным. Более того, благодаря встроенной в модуль программной зоне процессоры защищены от искажения данных и атак хакеров. Процессор TZ5001MBG поддерживает дополнительную защиту в виде обеспечения безопасной загрузки системы (Secure Boot System Control). Каждый процессор включает в себя блоки PowerVR SGX540 GPU, PowerVR VXD395 VPU и графический модуль, поддерживающий разрешение 1080 пикселей при 60 кадрах в секунду. Этот модуль содержит мультиформатный декодер и схему межпроцессного взаимодействия (IPC), а также поддерживает функции скаляра, ротатора и компоновщика. Для высокоскоростного ввода-вывода используются интерфейсы DDR3/3L/LP-DDR3, USB OTG, SDIO, HDMI, MIPI, CSI и DSI. Поставка пробных образцов новых процессоров начнется в мае, а начало серийного производства запланировано на сентябрь 2014 г.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026