石墨烯又一次改變生活---光電鎖

石墨又一次改變生活---光電鎖

  據物理學家組織網10月11日（北京時間）報道，美國萊斯大學的研究人員通過將石墨烯與光結合，有望設計和制造出更高效的電子設備，以及新型的安全與加密設備。相關研究報告發表在近日出版的《美國化學學會·納米》雜志上。
通常情況下，調整硅半導體性質是借助化學方式對硅進行摻雜。而此次的研究顛覆了這一理念：改用等離子體振子誘導石墨烯摻雜，形成超強、傳導性良好的單原子厚度的碳形態。新的摻雜方式能制成基于石墨烯和等離子體天線的電路，即光學誘導的電子設備。光學誘導電子設備能對光進行操控，并將電子注入材料從而影響它的傳導性。這項研究囊括了理論和研究兩部分的工作，展示了按需制造簡單的、以石墨烯為基礎的二極管和晶體管的潛力。
研究人員表示，摻雜石墨烯是開發石墨烯電子設備的一個關鍵參數。他們設想了許多摻雜石墨烯的方式，其中包括將有機或磁性分子附著到石墨烯的六角形柵格上，使其具有選擇性和可逆性，仿若石墨烯質地的黑板一般，可依據顏色、角度和照射光的偏振，隨意對電路進行構建和擦除。
等離子體納米天線附著到石墨烯的實現，使這種設想成為了可能。科學家對于操控等離子體振子具有豐富的經驗，這種準粒子能夠引發金屬表面的振動。在早先的研究中，他們成功地沉積了等離子體納米粒子，使其充當了石墨烯為基礎的光電探測器。
等離子體振子能夠在光被激發或制成“熱電子”時流過表面，并控制波長，而臨近的等離子體粒子也能以可調的方式發生相互作用。此次實驗采用了8個納米級別的黃金圓盤等離子體天線，中間環繞著一個較大的圓盤，其都通過電子束光刻沉積在石墨烯的表面。每個天線都能基于散射光在500納米到1250納米之間進行調整，但在825納米時會出現相消干擾。在這種情況下，大部分的入射光能量都將轉化成熱電子，直接傳送到石墨片上，并使其由導體轉化成負摻雜（n-doped）的半導體。
科研人員預見，有朝一日我們能夠不用鑰匙，僅僅揮動手電筒發光照射基座，誘導形成所需的集成電路，就能打開大門。而這一天，似已不再遙遠。

編后語：盡管你可能覺得揣個手電筒出門其實比帶串鑰匙更費事兒，但這不過是種比喻，形容原始的機械操作正在慢慢為光電的世界讓步，包括在我們習以為常了的設備上。這也是人們現在進行石墨烯研究的主要的理由之一——它與電子學無法忽視的親密關系。即便你并不愿意買一個石墨烯為基礎的電子設備，但卻不能否定其背后科學家付出的巨大努力，因為這就是電子設備永遠追求的目標——高速。

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