Cambiando el camino de los electrones en grafeno de dos capas usando luz

Investigadores de ICFO, NTU Singapur y otras universidades trabajaron juntos para descubrir cómo la luz puede controlar el flujo eléctrico en el grafeno de dos capas. La investigación que muestra cómo la luz descarrila los electrones a través del grafeno se publicó en Science. Los resultados de esta investigación pueden ayudar a los científicos a diseñar mejores dispositivos para aplicaciones de detección e imagen.

La propiedad electrónica de un material determina el flujo de electrones en ese material. Normalmente se supone que los electrones fluyen en línea recta, pero en realidad los electrones pueden incluso doblarse según el campo magnético. Las señales cruzadas causadas por el flujo electrónico se denominan respuestas "Hall".

En materiales como el grafeno de dos capas, un tipo de material cuántico, el patrón de onda de un electrón puede exhibir un devanado complejo llamado geometría cuántica. "Los electrones no son solo partículas, pueden tener una naturaleza de onda cuántica", dijo Justin Song, autor principal de la investigación.

Los investigadores de este estudio demuestran un método para doblar electrones sin aplicar campos magnéticos. El informe establece que al aplicar luz polarizada circularmente a los dispositivos de grafeno bicapa, es posible la excitación selectiva del material, lo que puede inducir flujos electrónicos curvos en el material.

“Ahora hemos diseñado y construido el dispositivo de tal manera que la corriente solo fluye cuando hay una luz tenue. Esto nos permitió evitar el ruido de fondo que dificulta las mediciones y lograr una sensibilidad de detección que es varios órdenes de magnitud mejor que cualquier otro material 2D”. Koppens, Profesor en ICFO, Barcelona. "Tal descubrimiento podría tener implicaciones importantes para las aplicaciones de detección de infrarrojos y terahercios, ya que el grafeno bicapa se puede convertir de semimetal a semiconductor con una banda prohibida muy pequeña, lo que le permite detectar fotones con energías muy pequeñas. Por ejemplo, también puede ser útil para imágenes espaciales, imágenes médicas, por ejemplo, para cáncer de piel de tejidos, o incluso para aplicaciones de seguridad como pruebas de calidad de materiales.“.

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