In een nieuw artikel gepubliceerd in Nano-letters , ICN2-onderzoekers onder leiding van ICREA-professor Sergio O. Valenzuela hebben de voortplanting van hete dragers over grafeen onderzocht met behulp van een elektrische niet-lokale injectie-/detectiemethode. De resultaten creëren nieuwe mogelijkheden voor bolometrie en calorimetrie op nanoschaal en kunnen een sterke impact hebben op de prestaties van conventionele grafeenapparaten.

Vanwege de zwakke elektron-fononkoppeling in grafeen, 2D Dirac massaloze dragers kunnen een veel hogere temperatuur vertonen dan het grafeenrooster. Dergelijke hete dragers planten zich over lange afstanden voort, resulterend in nieuwe thermo-elektrische en opto-elektronische verschijnselen. Onderzoekers van de ICN2 hebben de verspreiding en detectie van dergelijke hete dragers bestudeerd in een nieuw artikel gepubliceerd in Nano-letters getiteld ' Hot-Carrier Seebeck-effect:diffusie en detectie op afstand van hot-carriers in grafeen '.

Het onderzoek, onder leiding van ICREA Prof Sergio O. Valenzuela, Groepsleider van de Physics and Engineering of Nanodevices Group en Dr. Juan F. Sierra, Juan de la Cierva postdoctoraal onderzoeker, is gericht op de voortplanting van hete dragers over monolaag grafeen met behulp van een nieuwe elektrische methode in een apparaat met meerdere metalen leidingen.

Hete dragers worden lokaal opgewekt door een elektrische stroom, diffunderen weg van het injectiepunt en worden elektrisch gedetecteerd in een externe spanningssonde door de thermo-elektrische spanning te meten. Vervolgens wordt de relatie tussen de spanning en het gedissipeerde Joule-vermogen in de injector bestudeerd. Bij hoge temperaturen, de spanning is evenredig met het vermogen, zoals bij gewone thermo-elektrische experimenten met een externe verwarming. Echter, deze eenvoudige relatie gaat verloren naarmate de temperatuur daalt, waarvan is aangetoond dat het een vingerafdruk vertegenwoordigt van door hot-carrier gedomineerde thermo-elektriciteit.

Het meetschema stelt onderzoekers in staat om de karakteristieke koellengte voor hot-carriers te evalueren, wat een belangrijke parameter is voor de ontwikkeling van op grafeen gebaseerde apparaten met hoge snelheid. Dit feit, afgezien van een sterke invloed op de prestaties van conventionele grafeenapparaten, creëert nieuwe mogelijkheden voor bolometrie en calorimetrie op nanoschaal.