(Phys.org) - Duas equipes de pesquisadores, um trabalhando na Arábia Saudita, o outro na Espanha, descobriram independentemente que adicionar vibrações a uma superfície de grafeno permite uma conversão mais eficiente de fótons em plasmons. Em seus jornais, ambos publicados no jornal Cartas de revisão física , cada equipe descreve como eles descobriram que fazer uma superfície bidimensional de grafeno vibrar (usando dois métodos diferentes) levou a um grande aumento na energia da luz sendo acoplada.

É muito comum e relativamente fácil usar luz ou eletrônicos como meio de transporte de dados - o que é difícil é usar ambos no mesmo dispositivo. O problema é converter fótons em elétrons e vice-versa. Uma pesquisa recente descobriu que o uso de grafeno bidimensional como meio de fazer isso pode ser viável, mas até agora, os cientistas só conseguiram atingir eficiências de aproximadamente 2 por cento. Neste novo esforço, ambas as equipes foram capazes de aumentar a eficiência para 50 por cento, fazendo com que a superfície do grafeno vibrasse de uma forma sintonizável ao ser atingida pela luz.

O grafeno é usado por causa de sua estrutura de favo de mel única que permite plasmons de longa duração - quase-partículas que têm uma propriedade de oscilação - que podem ser sintonizados nas frequências desejadas. Métodos atuais de acoplamento que dependem de moldar o grafeno em fitas foram considerados altamente ineficientes devido à dispersão nas bordas (e que a abordagem não permite padrões de ajuste).

Para reduzir a dispersão, ambas as equipes aplicaram uma força vibratória na folha de grafeno. A equipe saudita instalou um atuador - a equipe espanhola adicionou material piezoelétrico como base para o grafeno. Ambos resultaram no mesmo resultado, nomeadamente, fazendo com que os elétrons na superfície do grafeno vibrassem enquanto eram atingidos pelos fótons - sintonizando as vibrações permitidas para despertar os elétrons de condução em plasmons, que depois disso podem ser processados ​​por componentes eletrônicos.

Os resultados de ambas as equipes são apenas o primeiro passo na criação de mecanismos capazes de unir funções eletrônicas com fótons que podem um dia levar a dispositivos como detectores químicos super-sensíveis exóticos, novos tipos de células fotovoltaicas ou dispositivos nano-optoeletrônicos de uso geral.

© 2013 Phys.org