Grafeen Flagship-onderzoeken van CNR-Istituto Nanoscienze, Italië en de Universiteit van Cambridge, UK hebben aangetoond dat het mogelijk is om een ​​terahertz verzadigbare absorber te maken met behulp van grafeen dat wordt geproduceerd door exfoliatie in de vloeibare fase en afgezet door transfercoating en inkjetprinten. De krant, gepubliceerd in Natuurcommunicatie , meldt een terahertz verzadigbare absorber met een orde van grootte hogere absorptiemodulatie dan andere apparaten die tot nu toe zijn geproduceerd.

Een terahertz verzadigbare absorber vermindert de absorptie van licht in het terahertz-bereik (ver infrarood) met toenemende lichtintensiteit en heeft een groot potentieel voor de ontwikkeling van terahertz-lasers, met toepassingen in spectroscopie en beeldvorming. Deze hoge modulatie, Mode-locked lasers openen veel perspectieven in toepassingen waar korte tijdsbekrachtiging van specifieke overgangen belangrijk is, zoals tijdsopgeloste spectroscopie van gassen en moleculen, kwantuminformatie of ultrasnelle communicatie.

"We begonnen te werken aan verzadigbare terahertz-absorbers om het probleem op te lossen van het produceren van een geminiaturiseerde terahertz-laser met modusvergrendeling met dunne en flexibele geïntegreerde componenten die ook een goede modulatie hadden, ", zegt Graphene Flagship-onderzoeker Miriam Vitiello van CNR-Istituto Nanoscienze in Italië.

Grafeen is een veelbelovende verzadigbare absorber omdat het intrinsieke breedbandwerking en ultrasnelle hersteltijd heeft, samen met een gemakkelijke fabricage en integratie, zoals voor het eerst gedemonstreerd in ultrasnelle infraroodlasers door vlaggenschippartner University of Cambridge. In het terahertz-bereik, het huidige artikel maakt gebruik van grafeen dat wordt geproduceerd door exfoliatie in de vloeibare fase, een methode die bij uitstek geschikt is voor massaproductie, inkten voorbereiden, gemakkelijk gedeponeerd door transfercoating of inkjetprinten

"Het was belangrijk voor ons om een ​​soort grafeen te gebruiken dat flexibel en gecontroleerd kon worden geïntegreerd in het lasersysteem", zegt Vitiello. "Dat is gelukt door inkjetprinten en transfercoating."

Het gebruik van lasers met modusvergrendeling om ultrasnelle pulsen in het terahertz-bereik te produceren, kan interessante en opwindende toepassingen hebben. "Deze apparaten kunnen toepassingen hebben in medische diagnostiek wanneer de topografie van de vlucht van belang is - je zou een tumor in een weefsel kunnen zien, ' zei Vitello.

Frank Koppens, van het Instituut voor Fotonische Wetenschappen in Spanje, is de leider van het Graphene Flagship's Photonics and Optoelectronics Work Package, dat zich richt op het ontwikkelen van op grafeen gebaseerde technologieën voor beeldvorming en detectie, gegevensoverdracht en andere fotonica-toepassingen. "Dit is een nieuwe ontdekking met onmiddellijke impact op toepassingen. Het is duidelijk dat dit is een geval waarin grafeen bestaande materialen verslaat in termen van efficiëntie, schaalbaarheid, compactheid en snelheid, " hij zei.

Andrea C. Ferrari, Science and Technology Officer van het Graphene Flagship, en voorzitter van het Management Panel voegde toe:"Het is een belangrijke mijlpaal om te hebben aangetoond dat eenvoudig te produceren en bedrukbare grafeeninkten ook kunnen dienen om ultrasnelle lasers in het terahertz-bereik mogelijk te maken. Sinds de oprichting van het vlaggenschip, er is een verscheidenheid aan lasers gemaakt die het zichtbare tot IR-spectrale bereik bestrijken, maar nu het belangrijke THz-bereik, met toepassingen in beveiliging en medische diagnostiek, wordt eindelijk toegankelijk gemaakt door grafeen, het starten van nog een ander mogelijk toepassingsgebied."