I nanotubi di carbonio a parete singola sono promettenti elementi costitutivi per i futuri dispositivi optoelettronici. Ma le misurazioni elettroniche convenzionali non sono state in grado di risolvere la dinamica optoelettronica ultraveloce dei nanotubi. Ora scienziati tedeschi guidati dal professor Alexander Holleitner, fisico presso la Technische Universitaet Muenchen, hanno trovato un modo per misurare direttamente la dinamica degli elettroni fotoeccitati in fotorivelatori su nanoscala.

I nanotubi di carbonio hanno una moltitudine di proprietà insolite che li rendono candidati promettenti per i componenti optoelettronici. Però, finora si è rivelato estremamente difficile analizzare o influenzare le loro proprietà ottiche ed elettroniche. Un team di ricercatori guidato dal professor Alexander Holleitner, fisico presso la Technische Universitaet Muenchen e membro del Cluster of Excellence Nanosistemi Munich (NIM), è ora riuscito a sviluppare un metodo di misurazione che consente una risoluzione basata sul tempo della cosiddetta fotocorrente nei fotorivelatori con precisione al picosecondo.

"Un picosecondo è un intervallo di tempo molto piccolo, " spiega Alexander Holleitner. "Se gli elettroni viaggiassero alla velocità della luce, sarebbero arrivati ​​quasi fino alla luna in un secondo. In un picosecondo coprirebbero solo circa un terzo di millimetro." Questa nuova tecnica di misurazione è circa cento volte più veloce di qualsiasi metodo esistente. Ha permesso agli scienziati guidati dal professor Alexander Holleitner di misurare la velocità precisa degli elettroni. Nel carbonio nanotubi gli elettroni coprono solo una distanza di circa 8 decimillesimi di millimetro o 800 nanometri in un picosecondo.

Al centro dei fotorivelatori in questione ci sono tubi di carbonio con un diametro di circa un nanometro che coprono un minuscolo spazio tra due rivelatori d'oro. I fisici hanno misurato la velocità degli elettroni per mezzo di uno speciale processo di spettroscopia laser risolta nel tempo:la tecnica pump-probe. Funziona eccitando gli elettroni nel nanotubo di carbonio mediante un impulso laser e osservando la dinamica del processo utilizzando un secondo laser.

Le intuizioni e le opportunità analitiche rese possibili dalla tecnica presentata sono rilevanti per un'intera gamma di applicazioni. Questi includono, soprattutto, l'ulteriore sviluppo di componenti optoelettronici come fotorilevatori su nanoscala, foto-interruttori e celle solari.