Fotografier af grafen-tænker uden for 2-D-boksen

I et nyligt værk, der blev offentliggjort i Naturkommunikation , en forskergruppe ledet af ICREA-professor ved ICFO Frank Koppens demonstrerer en ny måde at opdage lavenergifotoner ved hjælp af lodrette heterostrukturer fremstillet ved at stable grafen og andre 2D halvledende materialer. Ved at studere fotoresponsen af ​​disse atomisk tynde sandwich, forskerne har vist, at det er muligt at generere en strøm ved at opvarme elektroner i grafen med infrarødt lys og udtrække de hotteste elektroner over en lodret energibarriere.

Denne geniale mekanisme, kaldet den foto-termioniske effekt, drager fordel af visse unikke optiske egenskaber for grafen, såsom dets bredbåndsabsorption, ultrahurtig respons og indstilling af gate. I øvrigt, på grund af deres vertikale geometri, enheder, der er afhængige af denne effekt, gør brug af hele overfladen af ​​grafen og kan potentielt skaleres op og integreres med fleksible eller stive platforme.

Mere generelt, denne undersøgelse afslører igen de fantastiske egenskaber ved disse menneskeskabte heterostrukturer. Ifølge professor Frank Koppens, "Dette er bare toppen af ​​isbjerget. Disse 2D -sandwicher har stadig meget at afsløre." ICFO -forsker Mathieu Massicotte, første forfatter til denne undersøgelse, understreger de nye muligheder, som disse nye materialer åbner op:"Alle ved, at det er muligt at detektere lys med grafen ved hjælp af in-plane geometrier, men hvad med retning uden for flyet? At svare, du skal tænke uden for 2D -boksen! "

Resultaterne fra denne undersøgelse har vist, at heterostrukturer fremstillet af 2D-materialer og grafen kan bruges til at detektere lavenergifotoner, som kan føre til nye, hurtige og effektive optoelektroniske applikationer, såsom integrerede højhastigheds-kommunikationssystemer og høst af infrarød energi. Ud over, det viser kompatibiliteten mellem 2D -materialer og de digitale chips, der i øjeblikket bruges i kameraer, baner vejen for billige infrarøde spektrometre og billeddannelsessystemer.