طول‌عمر الکترون‌ها در ترازهای انرژی گرافن

معمولا الکترون‌ها فقط می‌توانند ترازهای انرژی ویژه‌ای (که به آنها
باندهای انرژی گفته می‌شود) و نه سایر انرژی‌ها (که به آنها گپ‌های انرژی
گفته می‌شود) را قبول کنند. ولی رفتار گرافن با سایر نیمه‌رساناها متفاوت
است: باندهای انرژی بدون ظهور هیچ گپی با همدیگر تماس پیدا می‌کنند. گرافن
به جای گسیل نور قادر به جذب تابش با انرژی‌های کمتر از طیف مرئی، مانند
نور فروسرخ و تراهرتز، است و همین خاصیت آن را به یک ماده عالی برای
آشکارسازی تبدیل کرده است.

FEL نمونه‌های گرافنی را با نوری که دارای طول موج‌های مختلف در بازه فروسرخ بود،
تحریک کرد. این پژوهشگران کشف کردند که انرژی ذرات نوری که الکترون‌ها و نیز
نوسان‌های شبکه اتمی را تحریک می‌کند، می‌تواند طول‌عمر الکترون‌ها را تحت تأثیر
قرار دهد: اگر انرژی ذرات نوری بیشتر از انرژی نوسانات شبکه باشد، آنگاه الکترون‌ها
تراز انرژی ویژه خود را خیلی سریع‌تر تغییر خواهند داد و طول‌عمر کوتاه‌تری خواهند
داشت. برعکس، اگر انرژی تحریک کمتر از انرژی نوسانات شبکه باشد، آنگاه الکترون‌ها
درنگ بیشتری در تراز انرژی ویژه خواهند داشت.

این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Physical Review Letters
منتشر کرده‌اند.