ドイツが新しいグラフェン光検出器を開発

ドイツのヘルムスホルトにあるHZDR研究センターの科学者たちは、SiCに小さなフレークグラフェンとアンテナを追加することにより、新しい光検出器を開発しました。新しい検出器は、すべての異なる波長の入射光をすばやく反射し、室温で動作できると言われています。可視光線から赤外線、そしてテラヘルツまでのスペクトル範囲を監視するために単一の検出器が実装されたのはこれが初めてです。

HZDRセンターの科学者は、レーザーシステムの正確な同期のために新しいグラフェン検出器の使用を開始しました。 HZDR Institute of Physics andMaterialsの物理学者StephanWinnerlによると、シリコンやガリウムヒ素などの他の半導体と比較して、グラフェンは非常に広い範囲の光子エネルギーで光を運び、それを電気信号に変換でき、ブロードバンドは1つだけで済みます。および適切な基板。

グラフェンシートとアンテナアセンブリは光を吸収し、光子のエネルギーをグラフェンの電子に伝達します。これらの「ホットエレクトロン」は、検出器の抵抗を増加させ、わずか40ピコ秒で入射光の注入を完了する高速電気信号を生成します。

基板の選択は、集光器を改善するための鍵です。過去に使用されていた半導体基板は一部の波長の光を吸収しますが、炭化ケイ素はスペクトル範囲の光を積極的に吸収しません。さらに、アンテナは漏斗のように機能し、長波の赤外線とテラヘルツ放射を捕捉します。現在、科学者はスペクトル範囲を以前のモデルの90倍に拡大することができ、検出できる最短波長は最長波長の1000分の1です。可視光では、赤の波長が最も長く、紫の波長が最も短く、赤の波長は紫の2倍にすぎません。

エルベ川の中心にある2つの自由電子レーザーを正確に同期させるために、HZDRセンターに光検出器が採用されています。この正確な同期は、研究者がレーザーの1つを使用して材料を励起し、測定に異なる波長の別のレーザーを使用する「ポンププローブ」実験にとって特に重要です。この実験では、レーザーパルスを正確に同期させる必要があります。したがって、科学者はストップウォッチを使用するかのようにグラフェン検出器を使用します。正確に同期された検出器は、レーザーパルスがターゲットに到達したことを示すことができ、広い帯域幅は、検出器が潜在的なエラーの原因になるのを防ぐのに役立ちます。このタイプの検出器のもう1つの利点は、すべての測定を室温で行うことができるため、他の検出器で必要とされる高価で時間のかかる窒素またはヘリウムの冷却プロセスを回避できることです。

このページには、機械翻訳の内容が含まれています。