Een gezamenlijk team heeft een cryogene microgolffotodetector ontwikkeld die 100, 000 keer kleinere lichtenergie in vergelijking met de bestaande fotodetectoren. De betekenis is dat DGIST 's werelds eerste microgolffotodetector heeft ontwikkeld met behulp van een grafeenapparaat.

Daegu Gyeongbuk Instituut voor Wetenschap en Technologie (DGIST), Zuid-Korea, kondigde aan dat een senior onderzoeker Jung Min-kyung van de afdeling Nano and Energy Convergence Research een cryogene microgolffotodetector heeft ontwikkeld die 100, 000 keer kleinere lichtenergie in vergelijking met de bestaande fotodetectoren.

De senior onderzoeker Jung Min-kyung en een team van de afdeling Natuurkunde van de Universiteit van Bazel in Zwitserland hebben gezamenlijk onderzoek gedaan en microgolffotodetectie gerealiseerd in een volledig zwevende en schone grafeen pn-overgang.

Deze studie is de moeite waard om onder de aandacht te brengen als grafeen, het enkellaags op koolstof gebaseerde materiaal, heeft een groot aantal elektrische, mechanisch, en thermische eigenschappen. Met zijn ontelbare toepassingspotentieel, gaphene wordt droommateriaal genoemd en er wordt niet alleen onderzoek gedaan in de basiswetenschappen, maar ook op het gebied van toepassingswetenschappen, zoals flexibele weergave, draagbare apparaten, zonne-energie van de volgende generatie, enzovoort.

Grafeen heeft de aandacht getrokken als een fotonisch apparaat van de volgende generatie, zoals een fotodetector, omdat de gapless bandstructuur het mogelijk maakt om elektron-gatparen te genereren over een breed energiespectrum, in tegenstelling tot algemene halfgeleiders.

Tot dusver, grafeen-fotodetectoren zijn alleen aangetoond voor optische golflengten, van bijna-inflammatoir tot ultraviolet. Echter, Fotodetectie in het microgolfbereik is nog niet onderzocht omdat het onmogelijk was om de microgolf op de detector te meten omdat deze veel kleinere energie heeft dan het oppervlaktepotentiaalverschil veroorzaakt door de omgeving en de residuen op het oppervlak van grafeen dat in de apparaat proces.

Om de absorptiesnelheid van de lichtenergie van het microgolfgebied te verhogen, de senior onderzoeker Jeong Min-kyung scheidde het grafeen pn-overgangsapparaat van het substraat, maakte brugvormen alsof het bruggen zijn die in de lucht zweven en creëerde een schoon elektronisch systeem waarin de elektronen ver kunnen bewegen zonder resten of dispersie.

Door het proces, het team bevestigde dat er voldoende elektron-gatparen worden gegenereerd in het microgolfgebied door het Dirac-punt van grafeen in de buurt van Fermi-energie te verschuiven. Ze slaagden erin de grafeen-fotodetector in het microgolfgebied te realiseren door de stroom van de fotostroom te meten als gevolg van het temperatuurverschil tussen beide elektroden naarmate de temperatuur van de pn-overgang toeneemt als gevolg van de elektron-gatparen die in de grafeen pn-overgang worden gegenereerd.

De grafeen-microgolffotodetector die in deze studie is ontwikkeld, is superieur in gevoeligheid in vergelijking met de bestaande grafeenfotodetectoren en zal naar verwachting de prestaties verbeteren van verschillende optische sensoren die worden gebruikt in smartphones met hoge resolutie, hoog rendement zonnecellen, enzovoort.

DGIST's senior onderzoeker Jeong Min-kyung bij Division of Nano-Energy Convergence Research zei:"Het belang van deze studie is dat we 's werelds eerste microgolffotodetector hebben ontwikkeld die gebruikmaakt van een grafeenapparaat. We zullen verder onderzoek doen om de prestaties van draagbare apparaten en flexibele displays te verbeteren door een nieuw toepassingsapparaat te ontwikkelen, zoals een microgolffotodetector met groot oppervlak met behulp van een op één apparaat gebaseerd grafeen."

De onderzoeksresultaten werden op 9 november gepubliceerd. 2016 in Nano-letters , het internationale academische tijdschrift van gepubliceerd door de American Chemical Society (ACS).