Сверхбыстрый фотодетектор и терагерцевый генератор

И здесь не обошлось без графена. Фотодетекторы, сделанные из этого удивительного материала, могут чрезвычайно быстро обрабатывать и проводить как световые, так и электрические сигналы. При разработке фотодетекторов, устройств, которые превращают световые сигналы в электрические, использовалось такое свойство графена, как очень большая проводимость.

При оптической стимуляции графен генерирует фототок в течение пикосекунд (10 ^-12 с). Вплоть до недавнего времени не существовало достаточно быстрых методов для измерения этих процессов в графене.

Профессор Александер Холлайтнер (Alexander Holleitner) и д-р Леонард Прехтель (Leonhard Prechtel) из Технического университета Мюнхена разработали метод измерения временной динамики этого фототока. Сначала физики разработали метод повышения временного разрешения измерительной аппаратуры. Это позволило им фиксировать импульсы длительностью несколько пикосекунд.

Центральным элементом эксперимента являлся свободно подвешенный образец графена, соединенный с электрической схемой с помощью металлических контактов. Временная динамика фототока измерялась посредством так называемых копланарных полосковых линий, которые определялись с помощью специальной процедуры лазерной спектроскопии с временным разрешением. Лазерный импульс возбуждал электроны в графене, и динамика процесса наблюдалась с помощью второго лазера. Эта техника позволила физикам отследить, как в графене генерируется фототок.

В то же время ученые использовали новый метод для дальнейших исследований. Они экспериментально обнаружили, что графен при оптической стимуляции излучает в терагерцевом диапазоне частот, который лежит между инфракрасным светом и микроволновым излучением. Эти длины волн идеально подходят для контроля материалов, проверки пакетов и для определенных медицинских приложений.