افزاره‌ی جدیدی که گرافن را با نانوساختارهای فلزی ویژه‌ای ترکیب می‌کند، می‌تواند منجر به سیستم‌های ارتباط نوری و پیل‌های خورشیدی بهتری شود. این ادعای محققان انگلیسی است که نشان داده‌اند که مقدار نور بدام افتاده بوسیله گرافن موقعی که با چنین نانوساختارهایی روکش داده شود، ۲۰ برابر می‌شود. این کار مدرک دیگری ارائه می‌کند که ثابت می‌کند که این ماده علی‌رغم اینکه باندگپ الکتریکی ندارد، ممکن است برای ساخت افزاره‌های فوتونیکی و اُپتوالکتریکی ایده‌آل باشد.
با گرافن می‌توان پیل‌های خورشیدی کارآمدی ساخت
افزاره‌ی جدیدی که گرافن را با نانوساختارهای فلزی ویژه‌ای ترکیب می‌کند،
می‌تواند منجر به سیستم‌های ارتباط نوری و پیل‌های خورشیدی بهتری شود. این
ادعای محققان انگلیسی است که نشان داده‌اند که مقدار نور بدام افتاده
بوسیله گرافن موقعی که با چنین نانوساختارهایی روکش داده شود، ۲۰ برابر می‌شود.
این کار مدرک دیگری ارائه می‌کند که ثابت می‌کند که این ماده علی‌رغم اینکه
باندگپ الکتریکی ندارد، ممکن است برای ساخت افزاره‌های فوتونیکی و
اُپتوالکتریکی ایده‌آل باشد.
گرافن بعنوان کاندیدایی برای کاربردهای فوتونیکی بویژه ارتباطات نوری،
بسیار نویدبخش است. این ماده “راندمان کوانتومی درونی” ایده‌آلی دارد، زیرا
تقریبا هر فوتونی که بوسیله گرافن جذب شود، جفت الکترون – حفره‌ای تولید می‌کند
که بطور اصولی می‌توان آن را به جریان الکتریکی تبدیل کرد. گرافن همچنین
بواسطه الکترون‌های دیراک خود، می‌تواند نور هر رنگی را جذب کند و پاسخ بی‌نهایت
سریعی به نور دارد.
با اینحال در این زمینه چندین مشکل وجود دارد: “راندمان کوانتومی بیرونی” گرافن کم
است و کمتر از ۳ درصد نور فرودی به خود را جذب می‌کند. بعلاوه، جریان الکتریکی مفید
را می‌توان فقط از افزاره‌های مبتنی بر گرافنی استخراج کرد که تماس‌های الکتریکی با
تقارن بهینه‌شده دارند و ایجاد چنین تماس‌هایی مشکل است.
اکنون محققان در دانشگاه‌های کمبریج و منچستر با جفت کردن گرافن با نانوساختارهای
پلاسمونیکی ممکن است بتوانند این مشکل‌ها را حل کنند. این نانوساختارها ذرات فلزی
هستند که با جفت کردن نور فرودی با الکترون‌های روی سطح فلز، میدان‌های
الکترومغناطیسی موضعی در یک ماده را تقویت می‌کنند. برای تمرکز میدان
الکترومغناطیسی در ناحیه‌ای از ماده‌ی گرافن که نور به جریان الکتریکی تبدیل می‌شود
و بنابراین افزایش قابل‌توجه ولتاژ تولید شده بوسیله نور، این نانوساختارها روی سطح
نمونه‌های گرافن ساخته شدند.
این افزاره‌های جدید “راندمان کوانتومی خارجی” برابر با تقریبا ۵۰ درصد دارند که
بالاترین مقداری است که تاکنون برای گرافن گزارش شده است. این راندمان ظرفیت جمع‌آوری
نور گرافن را بیش از ده‌ها برابر می‌کند، بدون آنکه سرعتش را کاهش دهد.
این محققان جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Nature Communications
منتشر کرده‌اند.
