Российские физики научились распознавать взрывчатку всего по одной молекуле

Ученые из Московского физико-технического института (МФТИ) выяснили, что графен (двумерная форма углерода) может стать идеальным материалом для изготовления плазмонных устройств, способных определить взрывчатые и токсичные вещества даже по одной молекуле. С подробностями исследования можно ознакомиться в статье, опубликованной в Physical Review B.

Исследователи разработали квантовую модель поведения плазмонов в графене. Кроме того, они дали описание режима работы плазмонного источника оптического излучения — спазера — с использованием графенового слоя. На основе графенового спазера можно создать небольшое спектроскопическое устройство, которые сможет фиксировать даже одну молекулу вещества. Ученые подчеркнули, что это важно при решении многих задач, в частности при обнаружении взрывчатых веществ.

Ученых давно привлекает возможность применения квазичастиц — плазмонов. Эффекты, возникающие при взаимодействии плазмонов и электромагнитного излучения, позволяют фиксировать электромагнитные волны таким образом, что чувствительность устройств значительно повышается. Однако плазмоны в металле быстро теряют энергию из-за омического сопротивления. Эту проблему ученые решили с помощью графена, полупроводника с крайне высокой электропроводностью, что открывает возможность создания транзисторов на его основе.