Ученые задумались о создании графенового лазера

Лазер на свободных эектронах
Лазер на свободных эектронах

Немецкие ученые с зарубежными коллегами изучили динамику электронов в графене под действием магнитного поля. Их исследование может помочь в создании нового типа лазеров, сообщили авторы в статье, опубликованной в журнале Nature Physics.

Графен является одним из основных материалов для исследований конденсированного состояния вещества в современной физике. Это обусловлено его необычными свойствами. Прочность графена намного выше, чем у стали, а тепло и электричество он проводит гораздо эффективнее меди.

Сам графен является одной из модификаций углерода и представляет собой двумерный материал толщиной в один атом углерода. При его помещении в магнитное поле электроны в кристаллической решетке соединения занимают особые энергетические состояния, называемые уровнями Ландау.

Исследователям удалось, по их словам, подробно исследовать динамику электронов в зависимости от величины магнитного поля. Для этого физики использовали поле с индукцией до семи тесла. Это сравнимо с индукцией магнитного поля в солнечных пятнах.

Физики с помощью лазера на свободных электронах наблюдали перераспределение частиц по энергетическим уровням. Уровни, на которых должны были бы оказаться электроны после облучения, оказались пустыми. Ученые связали это с проявлением эффекта Оже: заполнением электронами с вышележащих оболочек нижних уровней для достижения наиболее выгодного энергетического состояния (с минимальной энергией).

«Представьте себе библиотекаря, которая сортирует книги в шкафу из трех полок. За раз она переставляет одну книгу с нижней полки на среднюю. Одновременно ее сын-помощник со средней полки берет уже две книги и перекладывает одну из них на верхнюю, а другую — на нижнюю. Получается, что число книг на средней полке уменьшается, как того хочет сын, несмотря на то что усилия матери направлены на увеличение их числа», — прокомментировал результаты исследования один из авторов.

Новое открытие может быть использовано для разработки лазера, который будет генерировать свет с произвольно регулируемой длиной волны в инфракрасном и терагерцовом диапазонах, полагают ученые.

Обсудить
Наука и техника
 — 
13:52 21 февраля 2017
Александр Шестаков

«В развитии главное — масштаб цели»

Интервью с ректором ЮУрГУ Александром Шестаковым о науке, образовании и развитии
Мило ДжукановичИнтриги Черной Горы
Зачем Подгорица обвиняет Москву в попытке переворота
Виталий ЧуркинМаэстро дипломатии
Накануне своего дня рождения скончался постпред России при ООН Виталий Чуркин
Real estate magnate Donald Trump waves as he leaves a Greater Nashua Chamber of Commerce business expo at the Radisson Hotel in Nashua, New Hampshire, May 11, 2011. Trump suggested Wednesday it's not much fun flirting with the idea of running for president in the face of relentless attacks and ridicule. REUTERS/Don Himsel/Pool (UNITED STATES - Tags: POLITICS)Прощание с иллюзией
Почему Трамп не мог оправдать надежд на нормализацию отношений с Россией
Тест: Самые безумные ПДД
Трудный тест на знание правил дорожного движения разных стран
Как купить Жигули в Америке
Пять реальных объявлений о продаже «нашемарок» в США
10 заброшенных суперкаров
Вызывающие боль фотографии великолепных автомобилей
Вырви глаз
15 слишком эпатажных проектов известных тюнинг-ателье
Бог простит
В церкви нашли квартиру с красной мебелью и портретами в стиле поп-арт
Дворянское гнездо
Один из самых шикарных в мире домов нашли в диком лесу
«Пусть меня захоронят в отравленную, но родную землю»
Почему люди отказываются покидать чернобыльскую зону: реальные истории
Поставили баком
Англичане сделали идеальный дом из резервуара для воды