マサチューセッツ工科大学の科学者たちは、グラフェンを使用してエネルギーを光に変換する新しい方法を発見しました。これを行うために、彼らは、光がグラフェンのシートに当たると、その速度が数百分の1に低下することを観察しました。光子が減速されてから移動する速度は、同じ物質内を移動する電子の速度と非常によく似ており、これは空間内の光の速度の 1/300 です。両方の速度が一致するようにグラフェン シートを変更できれば、粒子はさらに相互作用する可能性があります。
手術
これは、グラフェンが「表面プラズモン」と呼ばれる方法で光を閉じ込めることができるためです。これらのプラズモンは、グラフェン表面上の電子の振動を表す粒子です。光速度の低下と電子の高速移動の可能性を兼ね備えることは、グラフェンの最も印象的な特性の 1 つであり、ほとんどユニークです。このシステムは、電気から光を生成する新しい方法として使用できる可能性があります。これまで、グラフェンを使用して太陽光から発電する可能性のみが研究されてきました。
光を遅くし、電子が光の速度を超えると、 「光の障壁」が破れ、爆発的な光の波が発生します。防音壁が破壊されたときに発生するプロセスと同様のプロセスですが、ここではグラフェン シート上で 2 次元的に実行されます。
現在の用途と将来の用途
この効果は 80 年前にパーベル・チェレンコフというソ連の物理学者によって説明され、天文学においてのみ考慮され、超高速の宇宙粒子を検出するために使用されていました。粒子加速器にも使われています。現在、グラフェンのおかげで、この効果を考慮して、より効率的、コンパクト、高速、そして新しい用途に適応できる方法で光を生成することができます。たとえば、グラフェンをコンピュータチップに使用したり、電磁気の代わりに光に基づくシステムを使用してその電力を何百万倍にも増幅したりできます。