版塊導(dǎo)航: 正在加載中...

應(yīng)《網(wǎng)絡(luò)安全法》要求，自2017年10月1日起，未進(jìn)行實(shí)名認(rèn)證將不得使用互聯(lián)網(wǎng)跟帖服務(wù)。為保障您的帳號(hào)能夠正常使用，請(qǐng)盡快對(duì)帳號(hào)進(jìn)行手機(jī)號(hào)驗(yàn)證，感謝您的理解與支持！

24小時(shí)熱門版塊排行榜

北京石油化工學(xué)院2026年研究生招生接收調(diào)劑公告

返回列表

xbhan1988

木蟲之王 (文壇精英)

應(yīng)助: 262 (大學(xué)生)
貴賓: 8.8
金幣: 55820
散金: 14736
紅花: 214
沙發(fā): 14
帖子: 10257
在線: 2709.5小時(shí)
蟲號(hào): 1316979
注冊(cè): 2011-06-07
專業(yè): 原子簇化學(xué)

[交流] 科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯兩個(gè)新屬性

科學(xué)家發(fā)現(xiàn)石墨烯兩個(gè)新屬性

自英國(guó)物理學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫于2004年成功地從石墨中分離出石墨烯以來(lái)，這種神奇的材料便引起了世界上眾多科學(xué)家的興趣，倍加關(guān)注它那些只有一個(gè)原子厚、蜂窩型材料相結(jié)合的機(jī)械韌性、優(yōu)越的電氣和熱導(dǎo)率等特點(diǎn)。

據(jù)物理學(xué)家組織網(wǎng)近日?qǐng)?bào)道，美國(guó)愛荷華州立大學(xué)的一個(gè)科學(xué)家小組又發(fā)現(xiàn)了石墨烯兩個(gè)新的屬性：電子粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和寬頻帶光學(xué)增益，可以應(yīng)用于高速電信設(shè)備和激光技術(shù)上。由于石墨烯的本領(lǐng)如此“神通廣大”，一個(gè)國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)正打算人工制造石墨烯，令其表現(xiàn)得更理想、更完美。

激發(fā)電子寬帶粒子數(shù)反轉(zhuǎn)

美國(guó)愛荷華州立大學(xué)物理與天文學(xué)系助理教授、美國(guó)能源部埃姆斯實(shí)驗(yàn)室部副研究員王濟(jì)鋼（音譯）帶領(lǐng)研究小組，在石墨烯中閃過(guò)極短的激光脈沖，立即發(fā)現(xiàn)了一種新的光激發(fā)電子寬頻帶粒子數(shù)反轉(zhuǎn)特點(diǎn)的石墨烯狀態(tài)。在正常情況下，大部分電子占據(jù)低能量狀態(tài)，只是少數(shù)會(huì)填充高能量狀態(tài)。而在粒子數(shù)倒轉(zhuǎn)狀態(tài)下情況正好相反：更多的電子填充高能量狀態(tài)而非低能量。在自然界中，這種粒子數(shù)倒置非常罕見，可以具有極不尋常的性質(zhì)。由此，在石墨烯中，新的狀態(tài)產(chǎn)生了可見的紅外光增益。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，光增益意味著更多的可見光“出來(lái)”勝過(guò)“進(jìn)去”，這只能發(fā)生在當(dāng)用增益介質(zhì)作為外部的泵，然后用受激發(fā)射的光刺激時(shí)。研究人員的發(fā)現(xiàn)可為在電信業(yè)提供高效率放大器和極快速的光電子器件打開大門。

王濟(jì)鋼說(shuō)：“這是非常令人興奮的。石墨烯作為光放大增益介質(zhì)成為可能。其可用于寬帶光放大器或電信的高速調(diào)制器，甚至還給基于石墨烯的激光器的發(fā)展帶來(lái)影響。”

該研究成果近日公布于《物理評(píng)論快報(bào)》雜志上。

創(chuàng)造非線性狀態(tài)躍動(dòng)

王濟(jì)鋼認(rèn)為，其他科學(xué)家團(tuán)隊(duì)已經(jīng)研究了石墨烯的光學(xué)性質(zhì)，但主要是線性狀態(tài)。而他的研究小組可以作為一個(gè)橋梁來(lái)幫助增進(jìn)對(duì)石墨烯新性質(zhì)的認(rèn)識(shí)，以彌補(bǔ)目前研究在理解上的空缺，通過(guò)解釋石墨烯非線性光學(xué)性質(zhì)了解非平衡的電子狀態(tài)。

研究小組的結(jié)論可能會(huì)使石墨烯形成一個(gè)新的“特別非常規(guī)的狀態(tài)”，導(dǎo)致粒子數(shù)反轉(zhuǎn)和光學(xué)增益。他解釋道：“線性光學(xué)性質(zhì)只能傳輸光，一個(gè)光信號(hào)進(jìn)入材料和從材料中出來(lái)。但非直線的屬性可以改變和調(diào)節(jié)信號(hào)，而不僅僅是發(fā)送，從而為新型設(shè)備的應(yīng)用提供功能。”他說(shuō)：“在此方面，這是首次取得新的突破，觀察到石墨烯處于極其致密電子組成的狀態(tài)，即一個(gè)高度非線性的狀態(tài)。石墨烯因此具有獨(dú)特的性能�！�

該研究小組采用埃姆斯實(shí)驗(yàn)室生成的高品質(zhì)石墨單層，利用只有35飛秒短脈沖光的超快激光“激發(fā)”材料的電子。研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)測(cè)量光誘導(dǎo)電子狀態(tài)，當(dāng)脈沖能量泵高于閾值增加時(shí)，石墨烯層的光導(dǎo)電性或吸收性從正極到負(fù)極變化，導(dǎo)致光學(xué)增益。結(jié)果表明，在粒子反轉(zhuǎn)狀態(tài)，石墨烯被光激發(fā)后放射的光比其吸收的光線要多得多，吸收為負(fù)。研究人員解釋道，這意味著，粒子數(shù)反轉(zhuǎn)確實(shí)是建立在激發(fā)石墨烯和更多從反轉(zhuǎn)媒介中出去的光線超過(guò)進(jìn)入光線的基礎(chǔ)之上的，由此達(dá)到光增益。其發(fā)出的光增益層只有一個(gè)原子厚，而這種效果若是采用傳統(tǒng)的半導(dǎo)體光放大器則需要數(shù)百倍的厚度。（來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 華凌）
作者：T. Li,1 L. Luo, M. Hupalo, J. Zhang, M. C. Tringides, J. Schmalian, and J. Wang
期刊名稱： Physical Review Letters
期卷頁(yè)： April 16, 2012 第108卷第期 167401頁(yè)
學(xué)科領(lǐng)域：工程材料 » 無(wú)機(jī)非金屬材料 » 無(wú)機(jī)非金屬類光電信息與功能材料
添加人是否為作者: 否
原文鏈接： http://link.aps.org/doi/10.1103/PhysRevLett.108.167401
DOI： 10.1103/PhysRevLett.108.167401

回復(fù)此樓

» 本帖附件資源列表

歡迎監(jiān)督和反饋：小木蟲僅提供交流平臺(tái)，不對(duì)該內(nèi)容負(fù)責(zé)。
本內(nèi)容由用戶自主發(fā)布，如果其內(nèi)容涉及到知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題，其責(zé)任在于用戶本人，如對(duì)版權(quán)有異議，請(qǐng)聯(lián)系郵箱：xiaomuchong@tal.com
附件 1 : 1.jpg

2012-06-11 20:24:56, 84.65 K

附件 2 : 2.jpg

2012-06-11 20:25:19, 88.44 K

» 收錄本帖的淘帖專輯推薦

信息

» 猜你喜歡

求好運(yùn) 已經(jīng)有117人回復(fù)
纖維素溶解求助已經(jīng)有0人回復(fù)
金屬材料論文潤(rùn)色/翻譯怎么收費(fèi)? 已經(jīng)有236人回復(fù)
化學(xué)工程與技術(shù)、材料與化工接收調(diào)劑（發(fā)郵件3873008802@qq.com）已經(jīng)有0人回復(fù)
北京工商大學(xué)中國(guó)輕工業(yè)聚合物發(fā)泡材料加工與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2026年博士研究生招生已經(jīng)有0人回復(fù)
北京工商大學(xué)中國(guó)輕工業(yè)聚合物發(fā)泡材料加工與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2026年博士研究生招生已經(jīng)有0人回復(fù)
北京工商大學(xué)中國(guó)輕工業(yè)聚合物發(fā)泡材料加工與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2026年博士研究生招生已經(jīng)有1人回復(fù)
北京工商大學(xué)新材料與未來(lái)技術(shù)學(xué)院靳玉娟教授課題組招生博士生2名已經(jīng)有0人回復(fù)
北京工商大學(xué)中國(guó)輕工業(yè)聚合物發(fā)泡材料加工與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2026年博士研究生招生已經(jīng)有0人回復(fù)
北京工商大學(xué)中國(guó)輕工業(yè)聚合物發(fā)泡材料加工與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2026年博士研究生招生已經(jīng)有0人回復(fù)
北京工商大學(xué)中國(guó)輕工業(yè)聚合物發(fā)泡材料加工與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2026年博士研究生招生已經(jīng)有0人回復(fù)

» 本主題相關(guān)商家推薦: (我也要在這里推廣)

科學(xué)工作者的核心價(jià)值和目標(biāo)是追求真理，一切有悖于此目標(biāo)的思想和行為都有可能造成學(xué)風(fēng)不端后果！

1樓 2012-06-11 20:25:56

已閱回復(fù)此樓關(guān)注TA 給TA發(fā)消息送TA紅花 TA的回帖

智能機(jī)器人

Robot (super robot)

我們都愛小木蟲

找到一些相關(guān)的精華帖子，希望有用哦~

科學(xué)家找到大規(guī)模生產(chǎn)納米石墨烯薄片新方法已經(jīng)有18人回復(fù)
PRL: 計(jì)算機(jī)模擬顯示石墨炔性能勝過(guò)石墨烯-ZZ 已經(jīng)有14人回復(fù)
金屬所新發(fā)表一篇Nature---關(guān)于石墨烯已經(jīng)有16人回復(fù)
最新合成技術(shù)造高質(zhì)石墨烯已經(jīng)有5人回復(fù)
Geim在nature communications最新發(fā)表：石墨烯摻雜金屬聚光能力提高20倍已經(jīng)有31人回復(fù)
石墨烯已經(jīng)有10人回復(fù)
數(shù)學(xué)證明單面聲墻技術(shù)有可能實(shí)現(xiàn) 已經(jīng)有4人回復(fù)
石墨烯中為什么有兩個(gè)不等價(jià)的原子已經(jīng)有32人回復(fù)
【討論】石墨烯中，兩層石墨片之間的卡西米爾力與范德瓦爾斯力相比，大多少？已經(jīng)有4人回復(fù)

點(diǎn)擊這里搜索更多相關(guān)資源

科研從小木蟲開始，人人為我，我為人人

相關(guān)版塊跳轉(zhuǎn) 我要訂閱樓主 xbhan1988 的主題更新