David Appell tərəfindən , Phys.org

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: J. Luo/Soochow Universiteti

Qrafendən hazırlanmış kimi ultra nazik, keçirici filmlərin tətbiqlərinin bir çox tətbiqi var, lakin onların effektivliyinin ən yaxşı halda təsadüfi işığın yalnız yarısını udmaqla məhdudlaşdığı düşünülür. Çində bir tədqiqat qrupu artıq filmə demək olar ki, paralel olan işığın sürüşmə bucaqlarında udmanın 82,8%-ə qədər yüksək ola biləcəyini göstərib. Bu, yalnız dizayn səmərəliliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaqla yanaşı, işığın dalğa uzunluğundan daha aşağı ölçülərdə işıq-maddə qarşılıqlı təsirlərinə də işıq sala bilər. Onların işi Physical Review Letters jurnalında dərc olunub .

Bir karbon atomu qədər nazik olan (təxminən 0,34 nanometr, bir kağız vərəqindən 300.000 dəfə nazik) qrafen ultranazik təbəqələrinin bir çox tətbiqi var: çevik və şəffaf elektronika, enerji saxlama və batareyalar, günəş batareyaları və fotovoltaiklər, sensorlar və yüksək sürətli elektronika və daha çox, burada onlar işığı udurlar.

Bu cür filmlər cihazları miniatürləşdirməyə və çəkilərini azaltmağa imkan versə də, həddindən artıq incə olması onların daxil olan işığın yalnız yarısını udmaqla məhdudlaşdığına gətirib çıxarıb.Yuxarıda: Təxminən 75 mikron qalınlığında və müxtəlif keçiricilikli beş aşqarlanmış silikon lövhənin fotoşəkilləri. Aşağı solda: 0,2 terahers tezliyində TM dalğaları üçün dəyişən təsadüfi bucağın funksiyası kimi ölçülmüş udma A. Aşağı sağda: eyni lövhələr və işıq üçün simulyasiya edilmiş udma. Müəllif: Physical Review Letters (2026). DOI: 10.1103/71vr-lb26

Niyə elm adamları 50% məhdudiyyət olduğunu düşünürdülər

Bu 50% hədd belə bir səpələnmədə yaranan elektrik sahələrindən irəli gəlir. İşıq dalğası təbəqəyə dəydikcə dalğa qismən əks olunur və qismən sınır. Elektrik sahələri təbəqənin bir az yuxarısında və bir az aşağısında yaranır. Tərkibin homojen və simmetrik olduğunu fərz etsək, təbəqənin vahid və homojen olduğunu fərz etsək, sahəyə paralel və birbaşa yuxarıdakı elektrik sahəsi təbəqənin altındakı cütünə bərabər olmalıdır.

Öz növbəsində, bu simmetriyanın işıq dalğasının tezliyindən, polyarizasiyasından və düşmə bucağından asılı olmayaraq udulmuş enerji miqdarının 50% olması lazım olduğu anlamına gəldiyi düşünülürdü. Üstəlik, filmə demək olar ki, paralel, filmin müstəvisinə perpendikulyar olan sürüşmə dalğası üçün udmanın sıfır olacağı görünürdü.

Ənənəvi müdrikliyə nəzəri meydan oxuma

Çinin Suçou Universitetindən olan tədqiqatçılar Jie Luo və həmkarları əvvəlcə problemi nəzəri olaraq həll etdilər. Maksvell tənlikləri və film materialının fundamental elektromaqnit xüsusiyyətləri ətrafında aparılan hesablamalar, yayılan işıq üçün ciddi əks-ötürmə əlaqəsinin doğru olmadığını göstərdi.

Bu, belə işığın udulması üçün nəzəri olaraq 50%-dən yüksək ola bilər. Əslində, onların udma üçün mürəkkəb tənliyini həll etmək diqqətəlayiq bir proqnoz verir: təbəqə qalınlığı işığın dalğa uzunluğuna nisbətən ixtiyari olaraq kiçik olduqda və düşən işığın istiqaməti sürüşkən olduqda, bu, 2√2-2 qədər yüksək ola bilər ki, bu da 82,8% təşkil edir. Eyni zamanda, minimum əks olunma 17,2%-dir ki, bu da 1-82,8% təşkil edir.

Onlar yazırlar ki, “Otlaq TM dalğalarının artan udulması zahirən ziddiyyət təşkil edir.” (TM eninə-maqnit polyarizasiyasını ifadə edir, buna görə də dalğanın maqnit komponenti dalğanın hərəkət istiqamətinə tamamilə perpendikulyardır, elektrik sahəsi komponentləri isə yayılma istiqaməti boyunca komponentə malik ola bilər.)

“Ənənəvi nəzəriyyə otlama halında demək olar ki, tam əks olunma və əhəmiyyətsiz udma proqnozlaşdırır… Təəccüblüdür ki, Məktubumuzda gözlənilmədən güclü genişzolaqlı udma artımı barədə məlumat veririk. Bu ziddiyyət [otlama bucaqlarında] son ​​dərəcə yüksək keçiriciliyi nəzərə aldıqda həll olunur…. [Bu] azalmış [paralel elektrik sahələrinin] əhəmiyyətli dərəcədə tangensial cərəyanı saxlamasını kompensasiya edir… bununla da səmərəli enerji yayılmasına imkan verir.”

Başqa sözlə, sabit əks-ötürmə əlaqəsi yoxdur, buna görə də udma 50%-i keçə bilər.

Nəzəri həddi sınağa çəkmək

Tədqiqatçılar proqnozlarını sınamaq üçün boş məkanda asılmış 10 mikro qalınlığında keçirici silikon təbəqədən istifadə etdilər və terahers tezliyinə malik TM işığını bu təbəqəyə yönəltdilər. (Belə işığın dalğa uzunluğu təxminən 300 mikrondur.)

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Onlar udmanın nəzəri 82,8% həddinə yaxınlaşdığını aşkar etdilər, baxmayaraq ki, 80 dərəcədən çox düşmə bucaqlarını əldə etmək çətin idi. (Yenə də, bu, təyyarənin normal istiqamətinə nisbətən bucaqdır.) Bunun səbəbi, işıq şüasını və asma filmi paralel olaraq çox yaxın saxlamaq praktikada çətindir – bu, digər optoelektronika tədqiqatçılarının aşkar etdiyi bir məhdudiyyətdir .

Beləliklə, onların eksperimental udma ədədləri təxminən 80 dərəcədən yuxarı düşmə bucaqları üçün etibarlı deyil, lakin bundan aşağıda, şübhəsiz ki, proqnozlaşdırılan həddə doğru meyl edirlər.

Onlar bu nəticələrdən kənara çıxaraq 10 GHz-də düşən mikrodalğaları, eləcə də infraqırmızı işığı araşdırdılar – hamı üçün düşən bucaqlarda udma 82,8%-ə çatdı və nəticəni “təsirli” adlandırdılar.

Onlar gümüş və qızıl kimi nəcib metallar və Mxenes adlı yeni yaranan 2 ölçülü material kimi keçirici materiallar üçün eyni maksimal udma qabiliyyətini tapdılar. Onların tapıntıları, ” terahers modulyatorlarında və geniş bucaqlı fotodetektorlarda tətbiqlərə” imkan verəcək . Onların kəşfi həddindən artıq bucaq altında daha yüksək performanslı cihazlar üçün əhəmiyyətli potensiala malikdir.

Müəllifimiz David Appell tərəfindən sizin üçün yazılmış, Sadie Harley tərəfindən redaktə edilmiş və Robert Egan tərəfindən faktlar yoxlanılmış və nəzərdən keçirilmiş bu məqalə diqqətli insan əməyinin nəticəsidir. Müstəqil elmi jurnalistikanı yaşatmaq üçün sizin kimi oxuculara güvənirik. Bu reportaj sizin üçün vacibdirsə, xahiş edirik ianə etməyi düşünün (xüsusilə aylıq). Təşəkkür olaraq reklamsız hesab əldə edəcəksiniz .

Nəşr detalları

Yuxuan Liu və digərləri, Otlaq hallarında özbaşına nazik keçirici təbəqələr üçün daxili udma limitinin aşılması, Fiziki icmal məktubları (2026). DOI: 10.1103/71vr-lb26

Jurnal məlumatları: Fiziki icmal məktubları 

Əsas anlayışlar

Optik və mikrodalğalı hadisələrOptika və lazerlərOptik materiallar və elementlər

© 2026 Science X Network