Il laser a grafene per lo sviluppo di un innovativo microscopio / The graphene laser for the development of an innovative microscope

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Secondo uno studio della Sapienza Il laser a grafene servirà per realizzare un innovativo sistema di microscopia in campo biomedico. 

Il grafene, un singolo strato di atomi di carbonio, e’ il primo rappresentante di una nuova classe di materiali cosiddetti bidimensionali. Resistente più dell’acciaio, flessibile come la plastica e piu’ leggero dell’alluminio, possiede caratteristiche termiche ed elettriche migliori di quelle del rame. Queste proprietà, straordinariamente riunite in un singolo materiale, hanno stimolato eccezionale interesse nella comunità scientifica. Nel 2013 è iniziato uno dei maggiori programmi di ricerca mai lanciati in Europa (Graphene Flagship) con un finanziamento di 1 miliardo di euro per 10 anni con lo scopo di portare il grafene dal laboratorio alla nostra vita quotidiana.

Un gruppo di ricercatori del Dipartimento di Fisica della Sapienza, in collaborazione con la Cambridge University, il Politecnico di Milano e il CNR ha studiato gli effetti di impulsi di luce ultrabrevi (di durata inferiore a un milionesimo di milionesimo di secondo) sui processi di interazione tra le cariche elettriche e le vibrazioni dei nuclei, osservati per la prima volta dal punto di vista del reticolo atomico.

La possibilità di manipolare la distribuzione dei portatori di carica (elettroni) tramite perturbazioni esterne, apre eccezionali opportunità per diversi ambiti di applicazione. “L’utilizzo di un impulso di luce ultrabreve – afferma Tullio Scopigno coordinatore dalla ricerca – ha lo scopo di indurre un regime di fuori equilibrio termodinamico. Infatti, dopo l’applicazione di un campo elettromagnetico ultrabreve, la temperatura degli elettroni risulta molto più elevata di quella dei nuclei. Questo determina importanti modifiche nelle modalità attraverso le quali le vibrazioni reticolari interagiscono con i portatori di carica”

Lo studio ha importanti implicazioni per il campo emergente della fotonica dei materiali bidimensionali, ovvero per dispositivi quali celle solari, Led, touchscreen, photodetectors e laser impulsati. Per quest’ultima applicazione, in particolare, è in corso di registrazione un brevetto per la realizzazione di un innovativo sistema di microscopia in campo biomedico.

ENGLISH

According to a Sapienza study The graphene laser will be used to create an innovative biomedical microscopy system.

Graphene, a single layer of carbon atoms, is the first representative of a new class of so-called two-dimensional materials. Resistant than steel, flexible like plastic and lighter than aluminum, it has better thermal and electrical characteristics than copper. These properties, extraordinarily united in a single material, have stimulated exceptional interest in the scientific community. In 2013, one of the largest research programs ever launched in Europe (Graphene Flagship) started with a € 1 billion loan for 10 years to bring graphene from the laboratory to our daily lives.

A group of researchers from the Physics Department of Sapienza, in collaboration with Cambridge University, the Milan Polytechnic and CNR, has studied the effects of ultraviolet light impulses (lasting less than one millionth of a millionth of a second) on the interaction processes between the electrical charges and the vibrations of the nuclei, observed for the first time from the point of view of the atomic lattice.

The possibility of manipulating the distribution of charge carriers (electrons) by external perturbations opens up exceptional opportunities for different areas of application. "The use of an ultra-light pulse of light - says Tullio Scopigno, coordinator of research - has the aim of inducing a thermodynamic out-of-equilibrium regime. In fact, after the application of an ultra-low electromagnetic field, the temperature of the electrons is much higher than that of the nuclei. This determines important changes in the ways in which the reticular vibrations interact with the charge carriers "

The study has important implications for the emerging field of photonics of two-dimensional materials, ie for devices such as solar cells, LEDs, touchscreens, photodetectors and pulsed lasers. For the latter application, in particular, a patent is being registered for the creation of an innovative microscopy system in the biomedical field.

Da:

https://www.galileonet.it/2018/05/laser-grafene-innovativo-microscopio/?utm_campaign=Newsatme&utm_content=Il%2Blaser%2Ba%2Bgrafene%2Bper%2Blo%2Bsviluppo%2Bdi%2Bun%2Binnovativo%2Bmicroscopio&utm_medium=news%40me&utm_source=mail%2Balert