Ученые обычно используют инструменты спектрометрии для изучения того, как свет взаимодействует с газом, жидкостью или твердым телом. Этот метод описывается как «неэластичный», то есть энергия света изменяется из-за его контакта с материей.Команда под руководством профессора Аристида Догариу из CREOL, Колледжа оптики UCF Фотоника первой изобрела способ обнаружения такого взаимодействия на одном слое атомов — чрезвычайно сложная задача из-за крошечного размера атома — с использованием «эластичного» метода. Это означает, что энергия света остается неизменной.
«Наш эксперимент устанавливает, что даже на атомных уровнях измерения на основе статистической оптики обладают практическими возможностями, не имеющими аналогов в традиционных подходах», — сказал Догариу.Как сообщалось в этом месяце в Optica, академическом журнале Оптического общества, это первая демонстрация эксперимента с упругим рассеянием в ближней зоне, выполненного на одном слое атомов.Исследователи демонстрируют это новое и фундаментальное явление, используя графен, двумерный кристаллический материал.
Их метод включал случайное освещение атомного монослоя со всех возможных направлений, а затем анализировал, как на статистические свойства входящего света влияют крошечные дефекты в атомном слое.Этот метод предоставил ученым не только простой и надежный способ оценки структурных свойств 2D-материалов, но и новые средства управления сложными свойствами оптического излучения в субволновом масштабе.Вывод команды о том, что ее метод превосходит традиционные, представляет широкий интерес для физического сообщества. Помимо этого, это может привести к другим достижениям.
Графен и другие двумерные материалы обладают свойствами, которые исследователи пытаются использовать для использования в экранах дисплеев, батареях, конденсаторах, солнечных элементах и многом другом. Но их эффективность может быть ограничена примесями, и для обнаружения этих дефектов требуются сложные методы микроскопии, которые иногда непрактичны.
Исследования Догариу позволили найти более эффективный способ обнаружения этих дефектов — потенциально ценный метод для промышленности.Обнаружение того, что один слой атомов изменяет свойства света и другого электромагнитного излучения, имеет значение для управления светом в субволновых масштабах в фотонных устройствах, таких как светодиоды и фотоэлектрические элементы.