p Em um estudo recente, pesquisadores desenvolveram um novo fotodetector habilitado para grafeno que opera em temperatura ambiente, é altamente sensível, velozes, tem uma ampla faixa dinâmica, e cobre uma ampla faixa de frequências THz. Os pesquisadores alcançaram um entendimento sólido de como o efeito PTE dá origem a uma fotorresposta induzida por THz, o que é valioso para a otimização do detector. p A detecção de luz terahertz (THz) é extremamente útil por dois motivos principais:primeiro, A tecnologia THz está se tornando um elemento-chave em aplicativos relacionados à segurança (como scanners de aeroporto), comunicação de dados sem fio e controle de qualidade, para mencionar apenas alguns. Contudo, Os detectores THz atuais têm limitações, incluindo atender simultaneamente aos requisitos de sensibilidade, Rapidez, faixa espectral, e operando em temperatura ambiente. Segundo, luz terahertz é um tipo de radiação muito seguro devido aos seus fótons de baixa energia, com energia mais de 100 vezes menor do que a dos fótons na faixa de luz visível.

p Materiais à base de grafeno são úteis para detectar luz. O grafeno não tem bandgap, em comparação com os materiais padrão usados ​​para fotodetecção, como o silício. O bandgap no silício impede a absorção, e, portanto, detecção, de luz incidente com comprimentos de onda maiores que um mícron. Em contraste, para grafeno, até mesmo luz terahertz com comprimento de onda de centenas de mícrons pode ser absorvida e detectada. Os detectores de Hz baseados em grafeno mostraram resultados promissores, mas nenhum ainda é tão eficaz quanto os detectores comercialmente disponíveis em termos de velocidade e sensibilidade.

p Em um estudo recente, Os pesquisadores do ICFO, Sebastián Castilla e Dr. Bernat Terres, liderado pelo ICREA Prof. no ICFO Frank Koppens e o ex-cientista do ICFO Dr. Klaas-Jan Tielrooij, e uma colaboração internacional de pesquisadores, conseguiram superar esses desafios. Eles desenvolveram um novo fotodetector habilitado para grafeno que opera em temperatura ambiente, e é altamente sensível, velozes, tem uma ampla faixa dinâmica, e cobre uma ampla faixa de frequências THz.

p Em seu experimento, os cientistas otimizaram o mecanismo de fotorresposta de um fotodetector THz. Eles integraram uma antena dipolo no detector para concentrar a luz THz incidente em torno da região de abertura da antena. Ao fabricar um gap de antena de 100 nanômetros, eles foram capazes de obter uma concentração de grande intensidade de luz incidente THz na região fotoativa do canal de grafeno. Eles observaram que a luz absorvida pelo grafeno cria portadores quentes em uma junção pn no grafeno; subseqüentemente, os coeficientes de Seebeck desiguais nas regiões p e n produzem uma tensão local e uma corrente através do dispositivo, gerando uma foto-resposta muito grande, levando assim a um altamente sensível, detector de resposta de alta velocidade com ampla faixa dinâmica e ampla cobertura espectral.

p Os resultados deste estudo podem contribuir para o desenvolvimento de um sistema de câmera totalmente digital de baixo custo tão barato quanto a câmera dentro do smartphone, uma vez que tal detector tem consumo de energia muito baixo e é totalmente compatível com a tecnologia CMOS.