Laser aan/uit-schakelaar maakt van grafeen halfgeleider

Grafeen is het dunste en sterkste materiaal dat nu bekend is. Het bestaat uit een laag koolstofatomen, is 200 maal sterker dan staal, geleidt elektrische stroom bijzonder goed en geleidt warmte beter dan alle andere bekende materialen. Het is bijna geheel transparant en toch zo dicht dat zelfs heliumatomen er niet doorheen kunnen dringen. Toch ontbreekt een belangrijke eigenschap: het materiaal heeft geen ‘band gap’. En dat is een eerste vereiste voor halfgeleiders, om beheersing van de elektronenstroom mogelijk te maken.

Een team van onderzoekers van de National University van Córdoba and Conicet in Argentinë, het Institut Catala de Nanotecnologia in Barcelona, en RWTH Aachen University in Duitsland stelt nu dat door belichting met een mid-infrarood laser de geleiding zou kunnen worden uitgeschakeld. Dat geeft nieuwe mogelijkheden voor het maken van opto-elektronische componenten.

In een artikel in Applied Physics Letters, beschrijven de onderzoekers de eerste simulaties van elektrische geleiding bij laserbelichting  van een stuk grafeen van een micrometer groot. Die simulaties laten zien dat een laser in het mid-infrarood een waarneembare band gap kan openen, in dit anders gaploze materiaal.

"Stel je voor dat je de geleiding van grafeen kunt uitschakelen door het licht aan te doen, en vice versa. Dat maakt het mogelijk om een elektrisch signaal om te zetten in een elektrisch",  zegt Luis Foa Torres., de leider van dit onderzoeksproject.

Bron: American Institute of Physics