Immagine al microscopio elettronico a scansione di un fotorilevatore al grafene integrato con guida d'onda al silicio. La luce si propaga lungo la guida d'onda e viene convertita in un foglio di grafene in un segnale elettrico. Credito:Thomas Mueller
La fabbricazione di rilevatori di luce ad alte prestazioni, importanti per computer e dispositivi mobili, utilizzando il grafene integrato su un chip è riportata in tre studi indipendenti pubblicati online questa settimana in Fotonica della natura .
Dirk Englund e colleghi segnalano un rivelatore di luce al grafene ultraveloce che ha una reattività che è circa 16 volte maggiore di quella dei precedenti rivelatori di luce al grafene su un'ampia larghezza di banda di 1, 450–1, 590nm.
Thomas Mueller e collaboratori descrivono in un secondo articolo un rivelatore di luce al grafene con un'operazione multigigahertz su un'ampia gamma (1, 310–1, 650 nm) che comprende tutte le bande utilizzate dai sistemi di comunicazione in fibra ottica. La sua reattività è circa otto volte superiore a quella dei precedenti rilevatori di luce al grafene.
In uno studio finale, Xiaomu Wang e colleghi fabbricano un fotodiodo al grafene ad alta reattività che opera alle frequenze del medio infrarosso. Le sue potenziali applicazioni includono il monitoraggio delle sostanze chimiche nell'ambiente e la spettroscopia a infrarossi su chip, che potrebbe essere utilizzato per esami medici.
Le proprietà ottiche ed elettriche uniche del grafene e la capacità di creare questi rilevatori utilizzando la tecnologia di fabbricazione esistente per i circuiti integrati nei dispositivi digitali rende molto probabile che il grafene sostituirà presto il germanio e i semiconduttori composti nei rilevatori di luce ad alte prestazioni. Questi tre studi evidenziano quindi ulteriormente l'eccitante potenziale del grafene per i dispositivi optoelettronici.