Pristupačnost
U najnovijem broju znanstvenog časopisa Physical Review B, znanstveni novak Marinko Jablan sa Fizičkog odsjeka, u suradnji s prof. Hrvojem Buljanom sa Fizičkog odsjeka te prof. Marinom Soljačićem s Massachussetts Institute of Technology, objavio je rad koji proučava mogućnost korištenja plazmona u grafenu, novom efektivno dvodimenzionalnom(2D) materijalu koji ima mnoštvo zanimljivih svojstava.
Grafen čine ugljikovi atomi složeni u geometriju pčelinjeg saća (vidi sliku 1), kod kojeg se pobuđenja niskih energija mogu opisati 2D Diracovom jednadžbom. Plazmoni u grafenu (slika 1) mogu imati znatno manju valnu duljinu od one svjetlosti iste frekvencije u vakuumu (
je veliko), te su stoga od potencijalnog interesa za primjenu u nanofotonici budući da omogućavaju vođenje svetlosti ispod difrakcijske granice tj. minijaturizaciju optičkih komponenti. Veliki problem korištenja površinskih plazmona na granici metala i dielektrika u te svrhe su omski gubitci karakterizirani parametrom , gdje je valni vektor plazmona. Grafen zbog vrlo velike DC vodljivosti ima potencijal da omogući istovremeno „kompresiju“ valne duljine (pogodno za nanofotoniku), uz simultano male gubitke tj. relativno velike propagacijske duljine ( i Re q/Im q istovremeno mogu biti veliki, vidi sliku 2).
Ključ je u tome da se grafen dovoljno dopira, što se može napraviti vanjskim električnim poljem kao kod FET tranzistora, kako bi se gubici koji dolaze od stvaranja elektron-šupljina parova (roza osjenčani dijelovi slike 2) pomakli na manje valne duljine. No, gubitci kroz emisiju elektron-šuplina para zajedno s jednim fononom su intrinsični i ne mogu se izbjeći, a nisu zanemarivi; njihov je utjecaj dominantan u žuto osjenčanom području na slici 2. Za više informacija vidi M. Jablan, H. Buljan, and M. Soljacic, "Plasmonics in graphene at infra-red frequencies," Phys. Rev. B 80, 245435 (2009); selected for the January 11, 2010 issue of Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology
