【巨法拉第旋轉中發現石墨】

江南布衣

【巨法拉第旋轉中發現石墨】

 

 

另一個驚喜來自石墨

極化光可旋轉近600 °，它通過一個單頁的石墨在磁場中，根據一個國際研究小組的物理學家。

 

這個最新的財產石墨 - 一個表只有一個碳原子厚 - 是出乎意料，因為大轉動，通常只出現在更厚的材料。

 

科學家認為，這一新發現的財產可能被利用石墨在新的設備，開關燈使用電場和磁場。

 

事實上，光的偏振可以旋轉，因為它穿過一種材料暴露在磁場，當然，沒有什麼新的。

 

物理學家們早就知道，它是做這一事實，右和左圓偏振光可以以不同的速度傳播。

 

這意味著，當線偏振光經過這樣的材料，部件的左，右的干擾，使得光極化旋轉一定角度時出現。

 

但由於尺寸“法拉第角”是成正比的厚度的材料，石墨 - 只是作為一個原子層厚度 - 預計不會產生大的旋轉。

 

但是，阿列克謝 Kuzmenko和他的同事在日內瓦大學發現，該材料可以扭轉的光偏振0.1弧度，約 6 °。

 

研究人員在弗里茨哈伯研究所在柏林和埃爾蘭根大學，Nueremberg - 無論是在德國 - 和勞倫斯伯克利實驗室的美國也參與了這項工作。

 

一個大驚喜

據 Kuzmenko，球隊作出了發現在使用紅外光來研究方面的量子霍爾效應石墨。

 

“我們不希望看到一個大[旋轉]在石墨烯，”

 

他說：“我們希望看到一個旋轉的約 0.01弧度，而是我們看到了0.1弧度。” 研究結果意味著，石墨具有更大的法拉第旋轉每個原子層比任何其他材料 -

 

半導體擊敗了其競爭對手最近在紅外的一個因素10個。

 

研究小組測量了法拉第旋轉傳遞紅外光透過偏光濾鏡創建一個線性偏振光束。

 

這束被送去樣品通過石墨與磁場垂直於表面。

 

光出現後，這是通過第二個偏光過濾器，到一個探測器。

 

如果這兩個過濾器極化正是90 °外，沒有光應檢測。

 

但是，如果光的偏振旋轉，因為它流經石墨，角度是在沒有光的檢測將轉向由法拉第角。

 

不尋常的軌道

物理學家認為，大轉動是一個結果石墨烯的電子的行為就好像他們沒有質量。

 

當遭受了磁場，電子佔據的頻譜循環“迴旋”的軌道，這是非常不同的是在其他材料。

 

這些軌道間躍遷影響圓極化光的傳播，並導致一大大提高法拉第角。

 

據 Kuzmenko，效果可用於創建開關，光線可行駛在一個方向，但不是在相反的方向。

 

這些光學二極管，被稱為“法拉第隔離器”，目前沒有可用於紅外光。

 

一個重要的好處作出這種磁光設備從石墨是，法拉第旋轉方向可以扭轉只需申請一個電場的石墨。

 

在其他材料，相反，這是唯一可能扭轉施加磁場，這是一個緩慢和更複雜的過程。

 

究其原因，據 Kuzmenko，是石墨烯的獨特的能力，改變其標誌的載流子由負轉正，只需申請一個電場。

 

光子學和光電子學的未來

安德烈法拉利大學在英國劍橋大學認為，這一新發現的光學性質的石墨又是更多的證據，該材料的未來在於光子學和光電子學。

 

“法拉第效應和相關的磁光克爾效應，廣泛應用於光通信，數據存儲和計算，”

 

他告訴 physicsworld.com 。 “這些，再加上[其他已知]石墨的性質，可能會導致設備以獨特的表演。”

 

不過有幾個挑戰，參與決策的實際設備。 其一是，大約 10個獨立的兩層石墨烯將需要達到約 45 °的旋轉 - 這將需要在實際設備。

 

另一個問題是，石墨吸收紅外光，這將導致嚴重的設備中的信號損失。

 

這項研究發表在 自然物理學 分類號：10.1038/NPHYS1816 。

 

 

關於作者

麥約翰斯頓 是編輯， physicsworld.com

 

引用：http://physicsworld.com/cws/article/news/44312