Ученые превратили графен в универсальный датчик инфракрасных волн. Добавление слоев из мышьяка и черного фосфора позволило определять также и терагерцовые волны, говорится в исследовании ученых из МФТИ, опубликованном в журнале Optics Express.
Графеном называют одну из аллотропных модификаций углерода, которая представляет собой плоские листы толщиной в один атом, состоящие из шестиугольных ячеек. У графена есть множество полезных для современного материаловедения свойств, например, его сверхпроводимость, открытие которой издание Nature назвало главной сенсацией 2018 года, или возможность преобразования тепла в электричество.
При этом графен в чистом виде не пригоден для использования в электронных приборах, солнечных элементах и лазерах. Для этого ученые добавляют к нему различные примеси, которые сильно меняют свойства материала в худшую сторону.
В новой работе исследователи нашли способ обойти это ограничение. Добавление к графену слоев из мышьяка и черного фосфора позволило сильно изменить характер взаимодействия материала со светом. Это позволило структуре поглощать свет в очень широком диапазоне частот, в том числе и дальнее инфракрасное и терагерцовое излучение.
Если приложить нужное напряжение, рабочий диапазон таких приемников можно менять без потери качества приема сигнала. Мы рассчитали параметры изготовленных на основе графенового монослоя светочувствительных элементов, которые могут улавливать дальний инфракрасный свет. Такие фотоприемники могут заменить почти любые используемые сегодня датчики инфракрасного и терагерцового излучения.
Виктор Рыжий, ведущий автор исследования
Ранее сообщалось, что химики улучшили свойства графена куриным пометом.