Графен демонстрирует рекордную скорость фотоэлектрического преобразования

Хотя графен и считается прекрасным материалом для высокопроизводительного преобразования света в электрические сигналы, до последнего времени не было в точности известно, насколько быстро он может реагировать на сверхкороткие световые импульсы.

В недавнем исследовании, о котором рассказывает публикация в Nature Nanotechnology, исследователи из Каталонского Института Фотоники (Institute of Photonic Sciences, ICFO) в сотрудничестве с Массачусетским технологическим институтом (MIT) и Калифорнийским университетом в Риверсайде (UC Riverside) продемонстрировали, что разработанное ими устройство – фотодетектор на базе графена – способен преобразовывать световой сигнал в электричество менее, чем за 50 фемтосекунд.

В своих экспериментах ученые использовали комбинацию сверхскоростного возбуждения лазерными импульсами и высокочувствительного электрического считывания.

По их заявлению, столь высокая скорость нелинейного генерирования фотонапряжения в графене возможна благодаря чрезвычайно быстрому и эффективному взаимодействию между всеми носителями в зоне проводимости. Это ведет к быстрому созданию распределения с повышенной электронной температурой. Затем, электронное тепло преобразуется в напряжение на границе раздела двух областей графена с разным легированием.

Быстрое и эффективное преобразование света в электричество имеет важное значение для широкого круга приложений, от фотокамер и солнечных батарей до коммуникаций.