В чистом графене открыт особый механизм генерирования фототока

Международная группа исследователей, возглавляемая физиком из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR), обнаружила, что структура из прямоугольных фрагментов чистого, беспримесного графена, соединенных узкими графеновыми полосами, под действием солнечного света генерирует большой фототок.

Об этом первом наблюдении в нейтральном по заряду графене совершенно нового физического механизма преобразования света в электричество группа сообщила в выпуске Nature Nanotechnology за 17 декабря.

В большинстве светочувствительных устройств фототок возникает только в присутствии соединения двух разнородных материалов, например, на p-n переходе между двумя полупроводниками с разным типом проводимости. «Но в графене все меняется, — говорит Натаниэль Габор (Nathaniel Gabor), доцент физики в UCR и один из руководителей этого исследовательского проекта. — Мы обнаружили, что фототоки могут возникать в чистом графене в особых условиях, когда весь лист графена полностью свободен от лишнего электронного заряда. Генерация фототока не требует специальных соединений и вместо этого может удивительно просто контролироваться вырезанием из листа графена необычных форм, от лестничных линейных контактных массивов до суженных прямоугольников, конусообразных и каскадных краев».

Изготовленное авторами устройство имеет толщину всего одного атома. Оно может применяться в полупрозрачных компонентах, встраиваемых в оконные стёкла или интегрируемые с более традиционными фотоэлектрическими панелями, для улавливания не поглощаемой ими части солнечного излучения.

Группа также обнаружила, что новый механизм даёт необычное усиление фототока в инфракрасном режиме со сверхвысокой скоростью отклика. Учёные планируют исследовать этот эффект более глубоко в широком диапазоне инфракрасных и других частот.