En un trabajo reciente publicado en Comunicaciones de la naturaleza , un grupo de investigación dirigido por el profesor ICREA en ICFO Frank Koppens demuestra una forma novedosa de detectar fotones de baja energía utilizando heteroestructuras verticales fabricadas apilando grafeno y otros materiales semiconductores 2D. Al estudiar la respuesta fotográfica de estos sándwiches atómicamente delgados, Los investigadores han demostrado que es posible generar una corriente calentando electrones en grafeno con luz infrarroja y extrayendo los electrones más calientes sobre una barrera de energía vertical.

Este ingenioso mecanismo, llamado efecto fototermiónico, aprovecha ciertas propiedades ópticas únicas del grafeno, como su absorción de banda ancha, respuesta ultrarrápida y capacidad de ajuste de la puerta. Es más, debido a su geometría vertical, los dispositivos que se basan en este efecto hacen uso de toda la superficie del grafeno y pueden potencialmente ampliarse e integrarse con plataformas flexibles o rígidas.

Más generalmente, este estudio revela una vez más las asombrosas propiedades de estas heteroestructuras creadas por el hombre. Según el profesor Frank Koppens, "Esto es solo la punta del iceberg. Estos sándwiches 2D todavía tienen mucho que revelar". El investigador del ICFO Mathieu Massicotte, primer autor de este estudio, destaca las nuevas posibilidades que abren estos nuevos materiales:"Todo el mundo sabe que es posible detectar la luz con grafeno utilizando geometrías en plano, pero ¿qué pasa con la dirección fuera del plano? Contestar, ¡tienes que pensar fuera de la caja 2D! "

Los resultados obtenidos de este estudio han demostrado que las heteroestructuras hechas de materiales 2D y grafeno se pueden utilizar para detectar fotones de baja energía que podrían conducir a nuevos, aplicaciones optoelectrónicas rápidas y eficientes, como los sistemas de comunicación integrados de alta velocidad y la recolección de energía infrarroja. Además, Demuestra la compatibilidad de los materiales 2D con los chips digitales que se utilizan actualmente en las cámaras. allanando el camino para espectrómetros infrarrojos y sistemas de imágenes de bajo costo.