ICFO 左)基于石墨烯的太赫兹光电探测器装置的中心部分的示意图，包含在窄间隙天线结构顶部的hBN封装的石墨烯通道
通过向左右天线分支施加不同的电压，在石墨烯沟道中产生pn结，在结的左右两侧具有不相等的塞贝克系数
入射光被缝隙上方的天线聚焦，缝隙是产生光响应的地方
(右)太赫兹焦点的测量，通过在焦点平面内扫描太赫兹探测器获得
对艾里图案的几个环的观察表明了探测器的高灵敏度
信用:ICFO 在最近的一项研究中，研究人员开发了一种新型石墨烯光电探测器，它可以在室温下工作，灵敏度高，速度快，动态范围宽，覆盖了宽范围的太赫兹频率
研究人员已经对PTE效应如何引起太赫兹诱导的光响应有了坚实的理解，这对于进一步的探测器优化是有价值的
探测太赫兹光非常有用，主要有两个原因:首先，太赫兹技术正在成为安全(如机场扫描仪)、无线数据通信和质量控制等应用的关键元素
然而，目前的太赫兹探测器有局限性，包括同时满足灵敏度、速度、光谱范围和在室温下工作的要求
其次，太赫兹光是一种非常安全的辐射，因为它的光子能量很低，比可见光范围内的光子能量低100多倍
石墨烯基材料可用于探测光线
与硅等用于光电探测的标准材料相比，石墨烯没有带隙
硅的带隙阻止了波长大于1微米的入射光的吸收，从而阻止了对入射光的检测
相比之下，对于石墨烯来说，即使波长为数百微米的太赫兹光也可以被吸收和检测到
基于石墨烯的赫兹探测器已经显示出有希望的结果，但是就速度和灵敏度而言，还没有一种探测器像商业上可获得的那样有效
在最近的一项研究中，ICFO研究人员塞巴斯蒂安·卡斯蒂利亚和博士
伯纳特·泰勒斯，由ICREA教授领导
在ICFO，前ICFO科学家弗兰克·科彭斯博士
克拉斯-扬·蒂尔鲁伊和一个国际研究合作组织已经能够克服这些挑战
他们开发了一种新颖的石墨烯光电探测器，它可以在室温下工作，灵敏度高，速度快，动态范围宽，并且覆盖了很宽的太赫兹频率范围
在他们的实验中，科学家优化了太赫兹光电探测器的光响应机制
他们在探测器中集成了一个偶极天线，将入射太赫兹光集中在天线间隙区域
通过制造一个100纳米的天线间隙，他们能够在石墨烯沟道的光活性区获得高强度的太赫兹入射光
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-区中不相等的塞贝克系数产生通过器件的局部电压和电流，产生非常大的光响应，从而导致具有宽动态范围和宽光谱覆盖的高灵敏度、高速响应检测器
这项研究的结果可能有助于开发一个像智能手机内的相机一样便宜的全数字低成本相机系统，因为这种检测器具有非常低的功耗，并且与互补金属氧化物半导体技术完全兼容
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