Los fotodetectores hechos de grafeno pueden procesar y conducir señales de luz, así como señales eléctricas, extremadamente rápido. En picosegundos, la estimulación óptica del grafeno genera una fotocorriente. Hasta ahora, Ninguno de los métodos disponibles fue lo suficientemente rápido para medir estos procesos en el grafeno. Científicos de la Technische Universitaet Muenchen, Alemania, Ahora desarrolló un método para medir la dinámica temporal de esta fotocorriente. Además, descubrieron que el grafeno puede emitir radiación de terahercios.

El grafeno deja una impresión bastante modesta a primera vista. El material no comprende nada más que átomos de carbono ordenados en una "alfombra" de una sola capa. Todavía, lo que hace que el grafeno sea tan fascinante para los científicos es su conductividad extremadamente alta. Esta propiedad es particularmente útil en el desarrollo de fotodetectores. Estos son componentes electrónicos que pueden detectar la radiación y transformarla en señales eléctricas.

La conductividad extremadamente alta del grafeno inspira a los científicos a utilizarlo en el diseño de fotodetectores ultrarrápidos. Sin embargo, hasta ahora, no fue posible medir el comportamiento óptico y electrónico del grafeno con respecto al tiempo, es decir, cuánto tiempo pasa entre la estimulación eléctrica del grafeno y la generación de la respectiva fotocorriente.

Alexander Holleitner y Leonhard Prechtel, científicos del Instituto Walter Schottky de TU Muenchen y miembros de la Iniciativa de Nanosistemas Cluster of Excellence Munich (NIM), decidió continuar con esta pregunta. Los físicos desarrollaron por primera vez un método para aumentar la resolución temporal de las mediciones de fotocorriente en grafeno en el rango de picosegundos. Esto les permitió detectar pulsos tan cortos como unos pocos picosegundos. (A modo de comparación:un rayo de luz que viaja a la velocidad de la luz necesita tres picosegundos para propagarse un milímetro).

El elemento central de los fotodetectores inspeccionados es el grafeno suspendido libremente integrado en circuitos eléctricos a través de contactos metálicos. La dinámica temporal de la fotocorriente se midió mediante las denominadas líneas de tira coplanar que se evaluaron mediante un procedimiento especial de espectroscopia láser de resolución temporal:la técnica de bomba-sonda. Un pulso de láser excita los electrones en el grafeno y la dinámica del proceso se monitorea usando un segundo láser. Con esta técnica los físicos pudieron monitorear con precisión cómo se genera la fotocorriente en el grafeno.

Al mismo tiempo, los científicos podrían aprovechar el nuevo método para hacer una observación adicional:encontraron evidencia de que el grafeno, cuando se estimula ópticamente, emite radiación en el rango de terahercios (THz). Se encuentra entre la luz infrarroja y la radiación de microondas en el espectro electromagnético. Lo especial de la radiación THz es que muestra propiedades compartidas por ambos rangos de frecuencia adyacentes:se puede agrupar como radiación de partículas, sin embargo, todavía penetra en la materia como ondas electromagnéticas. Esto lo hace ideal para pruebas de materiales, para detección de paquetes o para determinadas aplicaciones médicas.