В свежем номере Nature Communications, исследователи во главе с профессором барселонского Института продвинутых исследований (ICREA), Франком Коппенсом (Frank Koppens) продемонстрировали новый способ детектирования фотонов с низкой энергией, используя вертикальные гетероструктуры, состоящие из многих слоев графена и других 2D-материалов. Они также показали, что возможно генерировать ток, нагревая электроны в графене инфракрасным излучением и извлекая самые горячие из них посредством вертикального энергетического барьера.

Этот механизм, так называемый фото-термионный эффект, использует уникальные оптические свойства графена, такие как широкополосное поглощение, сверхбыстрый отклик и регулируемый затвор. Кроме того, благодаря вертикальной архитектуре, устройства, работа которых построена на этом принципе, задействуют всю поверхность графена, могут масштабироваться и интегрироваться с гибкими или жёсткими платформами.

Как заявляет Коппенс, это исследование лишь вершина айсберга, и гетероструктуры из 2D-сэндвичей готовят нам много неожиданностей. Полученные результаты показывают, что они могут использоваться в новых, быстродействующих и эффективных оптоэлектронных устройствах, в том числе в скоростных интегрированных системах коммуникаций и в оборудовании для сбора ИК-энергии. Совместимость 2D-материалов с цифровыми чипами, применяемыми в современных камерах, открывает перспективы создания дешёвых ИК-спектрометров и средств визуализации.