В МФТИ научились находить взрывчатку по одной молекуле при помощи графена

По утверждению разработчиков, устройству для обнаружения взрывчатых, ядовитых и прочих органических соединений довольно будет всего лишь 1 молекулы искомого вещества. В твердом теле это колебания свободных электронов.

Исследователей давно привлекают возможности плазмонов — квазичастиц, являющихся квантами плазменных колебаний.

Использование этих эффектов даст возможность сделать прорыв в конструировании сверхточных электронных и оптических устройств. В частности, плазмонные эффекты приводят к возможности субволновой фокусировки электромагнитных волн, что улучшает чувствительность плазмонных устройств до уровня распознавания одиночной молекулы. Однако плазмоны в металле очень быстро теряют энергию из-за омического сопротивления, для них требуется непрерывная «подпитка». Наибольший интерес вызывают эффекты, происходящие при взаимодействии электромагнитного излучения и плазмонов на поверхности вещества. Для этого применяется особое устройство в основу которого входит графен.

Русским ученым удалось решить данную проблему при помощи графена — двухмерного кристалла, являющегося модификацией углерода (сюда же относятся алмазы и графит).

Профессионалы МФТИ проинформировали, что при создании подобного рода прибора можно использовать одну из модификаций углерода — графен. Отличием графена будет то, что он состоит только из одного слоя атомов углерода и владеет высокой электропроводностью.

Однако до того как конструировать схожие устройства, необходимо проверить возможность реализации заложенных в них принципов. На основе приобретенного решения они разработали квантовую модель поведения плазмонов в графене.

Ученые разработали квантовую модель поведения плазмонов в графене.

СПАЗЕР схож по принципу работы с лазером, однако в спазере оптические переходы в усиливающей среде генерируют вместо обыкновенной электромагнитной моды лазерного резонатора поверхностный плазмон. SPASER работает в инфракрасном спектре, в котором проводят исследование биологических молекул. Это значит, что их можно использовать для обнаружения даже отдельных молекул, что и посоветовали сделать ученые из МФТИ.