کنترل پخش نور در گرافن

این پژوهشگران به رهبری فنگ وانگ موفق شده‌اند برای اولین بار آنچه تداخل
کوانتومی در تفرق رامان نامیده می‌شود، را به طور مستقیم در گرافن مشاهده
کنند. تفرق رامان شکلی از تفرق غیرارتجاعی نور است که در آن برخلاف تفرق
ارتجاعی، نور پخش‌شده همان رنگ (همان انرژی) نور فرودی را دارد.

ذرات کوانتومی، ذراتی هستند که خاصیت موجی نیز دارند و بنابراین می‌توانند
با همدیگر و حتی با خودشان تداخل داشته باشند. این پژوهشگران نشان دادند که
انتشار نور را می‌توان با کنترل این مسیرهای تداخلی کنترل کرد. در تفرق
رامان، مسیرهای کوانتومی تحریک‌های الکترونی ایجاد شده بوسیله فوتون‌های
فرودی هستند.

وانگ می‌گوید: ما با دوپ‌کردن گرافن بصورت الکترواستاتیکی، مسیرهای تحریک
در گرافن را کنترل کردیم. در این نوع دوپ کردن، برای کاهش انرژی فرمی
(Fermi) و حذف ترازهای انتخاب‌شده ولتاژی اعمال می‌شود. یکی از خواص شگفت‌انگیز
گرافن این است که انرژی فرمی آن را می‌توان تا چندین درجه بزرگی بیشتر از
مواد مرسوم جابه‌جا کرد. این خاصیت به دلیل دو بعدی بودن گرافن و باندهای
الکترونیکی غیرمعمول آن است.

این پژوهشگران ژل یونی تهیه کردند که نقش کلیدی در افزاره آنها داشت. این
ژل یونی یک مایع بسیار رسانا بود که در یک ماتریس پلیمری محبوس شده بود.
ورقه‌ای از گرافن روی مس رشد داده شد و سپس روی یک بستر عایق انتقال داده
شد. ژل یونی روی این ورقه‌ی گرافن قرار داده شد. انرژی فرمی ورقه‌ی گرافنی
بوسیله ولتاژ گیت روی این ژل یونی تنظیم شد.

جزئیات نتایج این پژوهش در مجله‌ی Nature منتشر شده است.