Ученые разработали концепцию сенсора, способного определить взрывчатку по одной молекуле

Ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) узнали, что графен (двумерная форма углерода) вполне может стать эталонным материалом для изготовления плазмонных устройств, способных определить взрывчатые и токсичные вещества даже по одной молекуле. СПЕД также для своей работы использует поверхностные плазмоны, однако создаёт некогерентное излучение. С уточнениями исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в Physical Review B. Эффекты, возникающие при взаимодействии плазмонов и электромагнитного излучения, позволяют фиксировать электромагнитные волны так, что чувствительность устройств значительно увеличивается. Плазмоны владеют одним недостатком — колебания на поверхности металлов быстро прекращаются.

Профессионалы МФТИ проинформировали, что при создании подобного рода прибора можно использовать одну из модификаций углерода — графен.

Ученые приняли решение эту проблему, предложив использовать графен.

Графен является полупроводником с необыкновенно высокой подвижностью носителей.

До того как конструировать идентичные устройства, необходимо проверить возможность реализации заложенных в них принципов. Результатом исследования стало описание режимов работы поверхностного плазмонного светодиода (СПЕД) и поверхностного плазмонного лазера (СПАЗЕР) с применением графенового слоя.

Для работы СПЕД требуется значительно меньшая мощность накачки. «В частности, все-таки возможно обнаружение органических молекул по их характеристическим переходам („отпечаткам пальцев“), которые как раз находятся в средней инфракрасной области, где работает спазер на основе графена», — говорит один из создателей статьи, работник кафедры теоретической физики МФТИ Александр Дорофеенко. Статья размещена в журнале Physical Review B. Это устройство будет работать в инфракрасном спектре, в котором проводится исследование биологических молекул.

Добавим, что определение взрывчатых веществ крайне существенная область работы многих учёных.