新材料風靡：石墨烯在激光領(lǐng)域相關(guān)成果匯總

　　石墨烯是由碳原子構(gòu)成的只有一層原子厚度的二維晶體,是一種超薄的超級納米材料，同時具有很高的強度，良好的電性能和光學性能，被譽為21世紀的“新材料之王”。因此，其發(fā)明者安德烈-蓋姆和康斯坦丁-諾沃肖洛夫兩人共同獲得2010年諾貝爾物理學獎。由于石墨烯的特殊性能，其在新能源電池，顯示屏，傳感器，半導體等領(lǐng)域的應用研究都取得了很大的進展。而在激光領(lǐng)域，也能見到石墨烯的身影，相關(guān)的研究正在如火如荼的進行。

　　石墨烯薄膜可增加高功率激光組件熱傳導

　　隨著設(shè)備和組件變得越來越小，在未來超高效電子系統(tǒng)的開發(fā)中，電子和光電子的散熱是一個嚴重問題?，F(xiàn)在，瑞典查爾姆斯理工大學的研究人員開發(fā)出一種通過功能化石墨烯納米薄片高效冷卻電子器件的技術(shù)，或可為解決這一問題鋪平道路。相關(guān)研究成果發(fā)表在最新一期的《自然·通訊》雜志上。

　　在實驗中，科學家研究了被固定在石墨烯納米微片層界面和邊界上形成共價鍵的大量分子，他們還通過使用光熱反射測量技術(shù)，演示功能化改進的熱耦合現(xiàn)象，以證明界面熱阻。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用基于不同功能化氨基和基于疊氮硅烷分子優(yōu)化膜的熱傳導，熱轉(zhuǎn)換率可比未經(jīng)處理的系統(tǒng)提高76%以上，這主要是通過引入功能化分子而使接觸的電阻急劇減少所致。

　　分子動力學模擬和計算顯示，經(jīng)過官能化的層，束縛了低頻聲子在橫截面的散射，但反過來通過恢復長彎曲聲子壽命，從而增強了結(jié)合薄膜的豎截面熱傳導。結(jié)果表明，這種電子設(shè)備提供了潛在的熱管理解決方案。

　　該大學從事電子產(chǎn)品生產(chǎn)研究的約翰·劉教授指出："采用基于石墨烯納米薄片的膜，可使電子和其他電力設(shè)備實現(xiàn)高效熱傳輸，這或許是一個有效的解決方法，相關(guān)研究成果正越來越接近中試生產(chǎn)階段。未來可將這種石墨烯薄膜集成到微電子設(shè)備和系統(tǒng)中，用于冷卻高效發(fā)光二極管、激光和射頻組件，這將為研制更快更小、高效節(jié)能的高功率電子產(chǎn)品鋪平道路。"

　　【新發(fā)現(xiàn)】石墨烯能將電轉(zhuǎn)化為光

　　美國麻省理工學院(MIT)研究人員和其他國際機構(gòu)已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種類似飛機超過音速時產(chǎn)生音爆的過程：也就是說，電荷流過石墨烯，在某種情況下，能超過減慢了的光速，能形成一種光"爆"---一種強烈的聚焦光束。

　　這種全新的將電能轉(zhuǎn)化為可見光輻射方式是高度可控的，并且快速有效。研究人員表示，這種方式可能會帶來各種新的應用。研究成果發(fā)表在國際知名學術(shù)期刊《Nature Communications》上。

　　這項新的研究來自于一個有趣的觀察現(xiàn)象。研究人員發(fā)現(xiàn)，當光照射到石墨烯片上時，其速度能得到極大的降低。而這種戲劇性的減緩，帶來了一個有趣的巧合。由于路經(jīng)相同的材料，減速了的光子(光粒子)經(jīng)過石墨烯片的速度非常接近電子的速度。

　　研究人員表示："石墨烯能通過我們稱之為表面等離子體的方式捕獲光。等離子體是一種代表了表面電子振蕩的虛擬粒子。這些穿過石墨烯的等離子體的速度比在自由空間光的速度慢幾百倍。"

　　這種效果與石墨烯另一個特點相吻合：電子以非常高的速度通過石墨烯，高達每秒一百萬米或者光在真空中速度的三百分之一。這就意味著，這兩種速度足夠接近，如果能將材料進行調(diào)諧以便獲得匹配速度，那么兩種粒子間將發(fā)生顯著的相互作用。