Ett team av forskare har föreslagit ett sätt att förvandla materialet grafen till en halvledare, gör det möjligt för den att styra flödet av elektroner med en laser "on-off switch".

Grafen är det tunnaste och starkaste materialet som någonsin upptäckts. Det är ett lager av kolatomer som bara är en atoms tjocka, men 200 gånger starkare än stål. Det leder också elektricitet extremt bra och värmer bättre än något annat känt material. Det är nästan helt genomskinligt, ändå så tät att inte ens heliumatomer kan penetrera den. Trots den imponerande listan med lovande framtidsutsikter, dock, grafen verkar sakna en kritisk egenskap -- den har inte ett "bandgap".

Ett bandgap är den grundläggande egenskapen hos halvledare, gör det möjligt för material att kontrollera flödet av elektroner. Denna on-off-egenskap är grunden för datorer, kodar 0:orna och 1:orna för datorspråk.

Nu, ett team av forskare vid National University of Córdoba och CONICET i Argentina; Institut Catala de Nanotecnologia i Barcelona, Spanien; och RWTH Aachen University, Tyskland; föreslår att belysning av grafen med en mellaninfraröd laser kan vara en nyckel för att stänga av ledning, därigenom förbättras möjligheterna för nya optoelektroniska anordningar.

I en artikel som visas i Bokstäver i tillämpad fysik , forskarna rapporterar om de första atomistiska simuleringarna av elektrisk ledning genom ett mikrometerstort grafenprov upplyst av ett laserfält. Deras simuleringar visar att en laser i mitten av infraröd kan öppna ett observerbart bandgap i detta annars gaplösa material.

"Föreställ dig att genom att tända ljuset, grafenledning är avstängd, eller tvärtom. Detta skulle möjliggöra omvandling av optiska till elektriska signaler, " säger Luis Foa Torres, forskaren som leder detta samarbete. "Problemet med grafen som interagerar med strålning är också av aktuellt intresse för förståelsen av mer exotiska tillstånd av materia som de topologiska isolatorerna."