Первый графеновый фотодетектор

Исследователи из IBM создали первый фотодетектор из графена. Устройство, которое точно определяет потоки данных на скорости 10 Гб/с, может быть использовано для построения новых типов цепей, использующих свет и электрический ток для обработки и передачи данных.

Фотодетекторы преобразуют свет в электрический ток и широко используются как в науке, так и в технике, в частности, для коммуникаций, датчиков и построения изображений. Современные детекторы света обычно изготовляются из полупроводников III-V групп таблицы Менделеева, таких как арсенид галлия.

Графн обладает многими физическими и механическими свойствами, которые делают его подходящим для фотодетекторов. Одно их преимуществ заключается в том, что электроны и дырки в графене двигаются намного быстрее, чем в других материалах. Графен также очень хорошо поглощает свет в широком диапазоне длин волн, от видимого света до инфракрасного, в то время как полупроводники из III-V групп не работают в таком широком диапазоне.

Однако наряду с этими преимуществами, графен обладает одним серьезным недостатком – электроны и дырки, порожденные фотонами в массе материала, обычно рекомбинируют слишком быстро, и свободные электроны для тока отсутствуют.

Но теперь Фаедон Авурис (Phaedon Avouris) с коллегами из исследовательского центра IBM TJ Watson в Нью-Йорке преодолели эту проблему, разделяя электроны и дырки с помощью внешнего электрического поля.

Исследователи сделали это, разместив электроды из палладия или титана на поверхности однослойного или многослойного куска графена. «При таком размещении результирующее поле действует на всю площадь устройства, - объясняет Фаедон Авурис. – Более того, нам не нужно прикладывать напряжение для работы устройства, что позволяет удалить нежелательные шумы. Мы ожидаем, что базированные на графене интегральные электронно-фотонные цепи могут найти широкое применение и будут, в частности, конкурентоспособны в длинноволновой части спектра и в сверхбыстрых измерениях».