그래핀 우리가 아는 최고의 재료 중 하나로 간주됩니다. 강철보다 강할 뿐만 아니라 원자 1개의 두께도 가능합니다. 즉, 재료로 강력하고 가벼운 구조를 만들 수 있으며 곧 작고 초슬림 전자 장치를 만드는 데 사용할 수 있습니다.
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바르셀로나에 있는 ICFO(Institute of Photonic Sciences)의 연구원들은 그래핀 플래그십(Graphene Flagship) 팀과 함께 이 경이로운 물질을 사용하여 빛을 단 하나의 원자 두께로 압축했습니다. 그들의 연구, 에 출판됨 과학, 그래핀을 사용하여 빛을 가두는 방법을 설명하고 초소형 광학 센서, 감지기 및 스위치의 새로운 시대를 예고합니다.
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현재 컴퓨터 칩 크기는 무어의 법칙에 어긋나면서 크기를 줄이는 데 어려움을 겪고 있습니다. 칩 제조 산업을 촉진한 장치의 기하급수적인 축소를 설명하는 이론 연령. 연구팀의 이번 연구 결과는 무어의 법칙을 다시 한 번 이어갈 수 있는 초소형 스위치 개발로 이어질 수 있다.
금속을 사용하여 빛을 축소하려는 이전 시도는 일반적으로 광파를 이렇게 작은 폼 팩터로 압축하는 데 실패했기 때문에 ICFO 팀의 획기적인 발전은 중요합니다. 빛을 회절 한계 이하로 밀어내는 다른 실험에서는 항상 에너지 손실이 발생합니다. 그래핀은 이를 극복한다.
ICFO에서 연구를 주도한 Frank Koppens 교수는 “그래핀은 계속해서 우리를 놀라게 합니다. 아무도 빛을 하나의 원자 한계에 가두는 것이 가능할 것이라고 생각하지 않았습니다.”라고 말했습니다. "1나노미터 미만 규모의 광통신 및 감지와 같은 완전히 새로운 응용 분야가 열릴 것입니다."
다른 훌륭한 과학적 발견과 마찬가지로, 연구팀은 실제로 우연히 그래핀의 빛 유입 특성을 우연히 발견한 것으로 보입니다.
ICFO 논문의 수석 저자인 David Alcaraz Iranzo는 “처음에 우리는 그래핀 플라즈몬을 자극하는 새로운 방법을 찾고 있었습니다. “도중에 우리는 봉쇄가 이전보다 더 강해지고 추가 손실이 최소화된다는 것을 발견했습니다. 그래서 우리는 놀라운 결과를 얻어 하나의 원자 한계에 도달하기로 결정했습니다.”
연구진은 나노 광학 장치를 구축하기 위해 2차원 재료인 이종 구조 스택을 사용했습니다. 그런 다음 그들은 반금속 역할을 하는 그래핀 단층을 사용하고 그 위에 육각형 질화붕소 단층을 쌓아 절연체 역할을 했습니다. 그 위에 그들은 일련의 금속 막대를 쌓았습니다. 그래핀을 사용하기로 결정한 것은 단순히 플라즈몬으로 알려진 진동 전자로 인한 광 유도 특성 때문이었습니다.
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그것이 당신에게 약간의 손실이 있더라도 걱정하지 마십시오. 기본적으로 이 연구는 금속과 그래핀 사이에서 플라즈몬이 어떻게 전파되는지 확인하기 위해 설계되었습니다. 연구원들이 빛을 가두면 에너지가 손실되는지 확인하기 위해 금속과 그래핀 사이의 간격을 최대한 줄이기로 결정했을 때 우연한 돌파구가 생겼습니다.
놀랍게도 육각형 질화붕소 단층을 스페이서로 사용함으로써 그래핀의 플라즈몬은 단 하나의 원자 두께의 채널에 국한되어 있어도 여전히 여기되어 자유롭게 전파될 수 있었습니다. 그런 다음 팀은 전기 전압을 적용하여 이 전파를 제어하여 1나노미터보다 작은 채널에서 유도되는 빛의 제어를 시연했습니다.
“이 논문에 보고된 인상적인 결과는 첨단 과학의 관련성에 대한 증거입니다. 주력 작품”이라고 Graphene의 과학 기술 책임자인 Andrea C Ferrari 교수는 설명했습니다. 기함. "광 제한의 궁극적인 한계에 도달하면 전례 없는 작은 크기의 새로운 장치가 탄생할 수 있습니다."
이 연구 결과가 실제로 소비재에 적용되는 것을 보기까지는 아직 시간이 좀 걸릴 것입니다. 부분적으로는 그래핀을 대규모로 제조하는 데 드는 엄청난 비용 때문입니다. 하지만 이번 연구를 통해 우리는 미래의 초슬림 경량 기기에 한 발 더 다가갈 수 있게 되었습니다.
[이미지: ICFO]
