科学家开发出一种新型石墨烯光电探测器，可在室温下工作，灵敏度高，速度快，动态范围宽，覆盖范围广泛的太赫兹频率。
检测太赫兹（THz）光非常有用，主要有两个原因：
首先，太赫兹技术正在成为安全应用（如机场扫描仪），无线数据通信和质量控制等关键要素，仅举几例。然而，目前的THz探测器在同时满足灵敏度，速度，光谱范围，能够在室温下操作等方面的要求方面表现出很大的局限性。
其次，由于其低能光子，它是一种非常安全的辐射，其能量比可见光范围内的光子低一百倍。
预计许多基于石墨烯的应用将用作检测光的材料。与用于光检测的标准材料（例如硅）相比，石墨烯具有不具有带隙的特殊性。硅中的带隙导致波长大于1微米的入射光不被吸收，因此未被检测到。相反，对于石墨烯，甚至可以吸收和检测波长为几百微米的太赫兹光。尽管迄今为止基于石墨烯的THz探测器已经显示出有希望的结果，但到目前为止，没有一个探测器能够在速度和灵敏度方面击败市售的探测器。
在最近的一项研究中，ICFO研究人员Sebastian Castilla和Bernat Terre博士在ICFO Frank Koppens的ICREA教授和前ICFO科学家Klaas-Jan Tielrooij博士（现为ICN2的初级组长）的带领下，与来自科学家的科学家合作CIC NanoGUNE，NEST（CNR），南京大学，Donostia国际物理中心，约阿尼纳大学和国家材料科学研究所，已经能够克服这些挑战。他们开发了一种新型石墨烯光电探测器，可在室温下工作，灵敏度高，速度快，动态范围宽，覆盖范围广泛的太赫兹频率。
在他们的实验中，科学家们能够使用以下方法优化太赫兹光电探测器的光响应机制。他们将偶极天线集成到探测器中，以将入射的THz光集中在天线间隙区域周围。通过制造非常小（100nm，比头发的厚度小约一千倍）的天线间隙，它们能够在石墨烯通道的光活性区域中获得THz入射光的强烈浓度。他们观察到石墨烯吸收的光在石墨烯的pn结处产生热载流子;随后，p区和n区中的不等塞贝克系数产生局部电压和通过器件的电流，产生非常大的光响应，从而产生非常高灵敏度的高速响应检测器，具有宽动态范围和广泛的光谱覆盖范围。
这项研究的结果为开发全数字低成本相机系统开辟了道路。 这可能与智能手机内部的相机一样便宜，因为这种探测器已被证明具有非常低的功耗并且与CMOS技术完全兼容。
——文章发布于2019年4月15日
