بینگ وانگ و همکارانش از موسسه A*STAR نشان داده‌اند که اثر متقابل صفحه‌های گرافن در یک آرایش خاص، کنترل موثرتر نور در مقیاس نانو را میسر می‌سازد.
جذابیت روزافزون گرافن: این بار در الکترونیک
مطالعات نظری و محاسباتی انجام گرفته روی صفحه‌های گرافن حاکی از خواصی است که می‌تواند منجر به استفاده آنها در قطعات و مدارات الکترونیک نوری شود. بینگ وانگ و همکارانش از موسسه A*STAR نشان داده‌اند که اثر متقابل صفحه‌های گرافن در یک آرایش خاص، کنترل موثرتر نور در مقیاس نانو را میسر می‌سازد.
اشعه نور عبور داده شده از میان صفحه‌های منفرد گرافن می‌تواند با بازدهی بسیار بالاتری نسبت به یک اشعه نور موازی با یک صفحه منفرد انتشار یابد. این خاصیت می‌تواند کاریردهای مهمی در تصویربرداری ساختارهای نانو با ابرعدسی‌ها و متمرکز کردن نور در مقیاس‌نانو داشته باشد. در دستگاه‌های نوری مرسوم، نور بوسیله ساختارهایی با مقیاسی در حدود طول‌موج نور کنترل و هدایت می‌شود که این مقیاس بسیار بزرگتر از ضخامت گرافن است. با بکارگیری پلاسمون‌های سطحی که انبوهی از جنبش الکترون‌ها در سطح مواد هادی الکتریسیته مانند گرافن است، می‌توان نور را تا حد چند نانومتر متمرکز کرد.
وانگ و همکارانش انتشار پلاسمون‌های سطحی در ساختارهایی شامل صفحه‌های تک‌اتمی گرافن که با یک ماده عایق از یکدیگر جدا شده‌اند، را محاسبه کرده‌اند. برای فواصل جدایش در حدود بیست نانومتر پلاسمون‌های سطحی در صفحه‌های گرافن طوری با هم برهم‌کنش دارند که جفت می‌شوند (شکل را ببینید). این حد اتصال محاسبه شده در گرافن، بسیار قوی‌تر از سایر مواد بوده و بطور قابل ملاحظه‌ای انتشار نور در بین صفحه‌ها را تحت تاثیر قرار می‌دهد.
سطح انرژی پلاسمون در آرایه‌ای متشکل از چهار صفحه گرافن. هر صفحه معرف سطوح مختلفی از انرژی پلاسمون بوده که ناشی از تعداد متفاوت الکترون‌ها در هر صفعه گرافن است.
بطور مثال این پژوهشگران دریافتند که میزان اتلاف نور کاهش یافته و متعاقبا انتشار نور برای فواصل طولانی‌تری امکان‌پذیر است. علاوه بر این در زوایای به خصوصی از تابش نور، انکسار اشعه ورودی در جهتی مخالف آنچه بطور معمول رخ می‌دهد، پیش‌بینی می‌شود. این انکسار مخالف اثر جالب توجهی همچون ابرعدسی شدن را به دنبال خواهد داشت که تصویربرداری با بزرگنمایی بدون محدودیت را میسر می‌کند.
از آنجایی که گرافن یک نیمه‌هادی است، می‌تواند قابلیت‌های بیشتری نسبت به سایر تجهیزات پلاسمونیک داشته باشد. جینگ هوا تنگ که گروه تحقیقاتی مذکور را راهبری می‌کند در این باره گفت: «با توجه به اینکه تغییر خواص گرافن از طریق محرک‌های خارجی نظیر اعمال ولتاژ الکتریکی به سهولت امکان‌پذیر است، کنترل دینامیک دستگاه‌ها هم امکان‌پذیر خواهد بود. همچنین گرافن اتصال موثرتر پلاسمون‌ها به سایر اجزاء مجاور نظیر مولکول‌های جذب شده روی سطح را میسر می‌سازد.» وی همچنین افزود که گام بعدی تحقیقات به کشف خواص فیزیکی جالب توجه ساختارهای آرایه گرافن و مطالعه دقیق کاربرد آنها اختصاص خواهد یافت.
این پژوهشگران جزئیات نتایج کار تحقیقاتی خود را در مجله‌ی Physical Review Letters منتشر کرده‌اند.
