p A detecção ultrarrápida da luz está no cerne dos sistemas de comunicação óptica hoje em dia. Impulsionado pela internet das coisas e 5G, a largura de banda de comunicação de dados está crescendo exponencialmente, exigindo assim detectores ópticos ainda mais rápidos que podem ser integrados em circuitos fotônicos. p No trabalho recente publicado hoje em Nature Nanotechnology , o grupo de pesquisa liderado pelo Prof do ICFO Frank Koppens mostrou que um cristal bidimensional, combinado com grafeno, tem a capacidade de detectar pulsos ópticos com uma resposta mais rápida do que dez picossegundos, mantendo uma alta eficiência. Usando pulsos de laser ultrarrápidos, os pesquisadores mostraram uma velocidade recorde de foto-resposta para uma heteroestrutura feita de materiais bidimensionais. Esses novos materiais estão ganhando cada vez mais atenção devido à sua incrível e rica variedade de propriedades.

p Uma vantagem importante desses dispositivos baseados em grafeno e outros materiais bidimensionais é que eles podem ser integrados monoliticamente com fotônica de silício, permitindo uma nova classe de circuitos integrados fotônicos. Embora este estudo tenha se concentrado nas propriedades intrínsecas do dispositivo de detecção de foto, a próxima etapa é desenvolver um protótipo de circuito fotônico e explorar maneiras de melhorar a produção em grande escala desses dispositivos.

p Enquanto o Prof. Frank Koppens comenta "É notável como um material com apenas alguns nanômetros de espessura pode ter um desempenho tão alto", O pesquisador do ICFO Mathieu Massicotte e primeiro autor deste estudo afirma que "Todos sabiam que o grafeno poderia fazer fotodetectores ultrarrápidos, mas os cristais bidimensionais relacionados ainda estavam muito atrasados. Em nosso trabalho, mostramos que, combinando esses dois materiais, podemos obter um fotodetector que não é apenas ultrarrápido, mas também altamente eficiente. "

p Os resultados obtidos neste estudo mostraram que o empilhamento de materiais semicondutores 2D com grafeno em heteroestruturas pode levar a novos, aplicações optoeletrônicas rápidas e eficientes, como sistemas de comunicação integrados de alta velocidade.