Pesquisas emblemáticas de grafeno do CNR-Istituto Nanoscienze, Itália e a Universidade de Cambridge, O Reino Unido demonstrou que é possível criar um absorvedor saturável de terahertz usando grafeno produzido por esfoliação em fase líquida e depositado por revestimento de transferência e impressão a jato de tinta. O papel, publicado em Nature Communications , relata um absorvedor saturável de terahertz com uma modulação de absorção de ordem de magnitude maior do que outros dispositivos produzidos até hoje.

Um absorvedor saturável de terahertz diminui sua absorção de luz na faixa de terahertz (infravermelho distante) com o aumento da intensidade da luz e tem grande potencial para o desenvolvimento de lasers de terahertz, com aplicações em espectroscopia e imagem. Esses de alta modulação, lasers de modo bloqueado abrem muitas perspectivas em aplicações onde a excitação em escala de tempo curto de transições específicas é importante, como espectroscopia resolvida no tempo de gases e moléculas, informação quântica ou comunicação de altíssima velocidade.

"Começamos a trabalhar em absorvedores de terahertz saturáveis ​​para resolver o problema de produção de um laser terahertz bloqueado de modo miniaturizado com componentes integrados finos e flexíveis que também tinham boa modulação, "disse a pesquisadora do Graphene Flagship Miriam Vitiello do CNR-Istituto Nanoscienze na Itália.

O grafeno é um absorvente saturável promissor, pois tem operações intrínsecas de banda larga e tempo de recuperação ultrarrápido, juntamente com uma facilidade de fabricação e integração, como demonstrado pela primeira vez em lasers infravermelhos ultrarrápidos pela parceira da Flagship University of Cambridge. Na faixa de terahertz, o presente trabalho explora o grafeno produzido por esfoliação em fase líquida, um método idealmente adequado para a produção em massa, para preparar tintas, facilmente depositado por revestimento de transferência ou impressão a jato de tinta

"Era importante para nós usar um tipo de grafeno que pudesse ser integrado ao sistema laser com flexibilidade e controle", disse Vitiello "A impressão a jato de tinta junto com o revestimento de transferência conseguiu isso."

Usar lasers de modo bloqueado para produzir pulsos ultrarrápidos na faixa de terahertz pode ter usos interessantes e empolgantes. "Esses dispositivos podem ter aplicações em diagnósticos médicos quando a topografia do tempo de voo é importante - você pode ver um tumor dentro de um tecido, "disse Vitiello.

Frank Koppens, do Instituto de Ciências Fotônicas da Espanha, é o líder do pacote de trabalho de fotônica e optoeletrônica da Graphene Flagship, que se concentra no desenvolvimento de tecnologias baseadas em grafeno para imagens e sensores, transferência de dados e outras aplicações fotônicas. “Esta é uma nova descoberta com impacto imediato nos aplicativos. este é um caso em que o grafeno supera os materiais existentes em termos de eficiência, escalabilidade, compacidade e velocidade, " ele disse.

Andrea C. Ferrari, Diretor de Ciência e Tecnologia da Capitânia do Grafeno, e o presidente de seu painel de gerenciamento acrescentou:"É um marco importante ter demonstrado que tintas de grafeno facilmente produzidas e imprimíveis também podem servir para habilitar lasers ultrarrápidos na faixa de terahertz. Desde o início da Flagship, uma variedade de lasers foram feitos cobrindo a faixa espectral de visível a IV, mas agora a importante faixa de THz, com aplicações em segurança e diagnóstico médico, finalmente é acessível pelo grafeno, começando ainda outro campo de aplicação possível. "