Spaseri hiilen avulla

Australiasta peräisin olevan kansainvälisen Monash yliopiston sähkö- ja tietokonetekniikan osastolla (ECSE) on mallinnettu maailman ensimmäinen spaser (surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation), joka on tehty kokonaan hiilestä.

Spaser on oikeastaan nanomittakaavan laser. Se emittoi valonsäteen vapaiden elektronien värähtelyjen kautta, eikä tilaa vievän sähkömagneettisen aallon emission kautta kuten perinteinen laser.

Johtava tutkija Chanaka Rupasinghe toteaa yliopistonsa tiedotteessa, että hiileen perustuva spaser-suunnitelma tarjoaisi monia etuja. ”Tähän mennessä spaserit on tehty kullan tai hopean nanohiukkasista ja puolijohde kvanttipisteistä kun taas meidän laite koostuisi grafeenisesta resonaattorista ja hiilinanoputkisesta vahvistinelementistä".

"Hiilen käyttö tarkoittaa, että meidän spaser on vakaampi ja joustava ja toimisi korkeissa lämpötiloissa, ja voi olla ympäristöystävällinen. Näiden ominaisuuksien vuoksi voi olla mahdollista, että tulevaisuudessa hyvin ohut matkapuhelin voidaan vaikka painattaa vaatteisiin."

Spaser-pohjaisia ​​rakenteita voitaneen käyttää vaihtoehtona nykyisille transistoripohjaisille ​​laitteille, kuten mikroprosessorit, muistit ja näytöt ja erityisesti ylittäen nykyisen miniatyrisoinnin ja kaistanleveyden rajoitukset.

Esitelty tutkimus osoitti ensimmäistä kertaa, että grafeeni ja hiilinanoputket voivat olla vuorovaikutuksessa keskenään ja siirtää energiaa toisiinsa valon kautta.

Chanaka toteaa, että spaserin generoimat vahvan intensiteetin sähkökentät keskittyvät nanomittakaavan tilaan. Ne ovat paljon vahvempia kuin laservalolla nanohiukkasissa synnytetyt kentät, joita käytetään esimerkiksi syövän hoidossa.

Maailmalla on jo löydetty keinoja ohjata nanohiukkasia lähelle syöpäsoluja. Nyt voisi ryhtyä uittamaan grafeenia ja hiilinanoputkia syöpäsolujen äärelle ja hyödyntää spasing-ilmiön vahvoja kenttiä tuhoamaan yksittäisiä syöpäsoluja.

Aiheesta hieman taustaa