Een team van onderzoekers heeft een manier voorgesteld om het materiaal grafeen in een halfgeleider te veranderen, waardoor het de stroom van elektronen kan regelen met een laser "aan-uit-schakelaar".

Grafeen is het dunste en sterkste materiaal dat ooit is ontdekt. Het is een laag koolstofatomen van slechts één atoom dik, maar 200 keer sterker dan staal. Het geleidt ook elektriciteit buitengewoon goed en verwarmt beter dan enig ander bekend materiaal. Het is bijna volledig transparant, maar toch zo dicht dat zelfs heliumatomen er niet in kunnen doordringen. Ondanks de indrukwekkende lijst van veelbelovende vooruitzichten, echter, grafeen lijkt een kritische eigenschap te missen - het heeft geen "band gap".

Een band gap is de basiseigenschap van halfgeleiders, waardoor materialen de stroom van elektronen kunnen regelen. Deze aan-uit eigenschap is de basis van computers, het coderen van de nullen en enen van computertalen.

Nutsvoorzieningen, een team van onderzoekers aan de Nationale Universiteit van Córdoba en CONICET in Argentinië; het Institut Catala de Nanotecnologia in Barcelona, Spanje; en RWTH Universiteit van Aken, Duitsland; suggereren dat het verlichten van grafeen met een mid-infrarood laser een sleutel kan zijn om geleiding uit te schakelen, waardoor de mogelijkheden voor nieuwe opto-elektronische apparaten worden verbeterd.

In een artikel in Technische Natuurkunde Brieven , de onderzoekers rapporteren over de eerste atomistische simulaties van elektrische geleiding door een grafeenmonster ter grootte van een micrometer verlicht door een laserveld. Hun simulaties laten zien dat een laser in het midden-infrarood een waarneembare band gap kan openen in dit anders gapless materiaal.

"Stel je voor dat door het licht aan te doen, grafeengeleiding is uitgeschakeld, of vice versa. Dit zou de transductie van optische naar elektrische signalen mogelijk maken, " zegt Luis Foa Torres, de onderzoeker die deze samenwerking leidt. "Het probleem van de interactie van grafeen met straling is ook van actueel belang voor het begrip van meer exotische toestanden van materie, zoals de topologische isolatoren."