Gli esperti dell’Istituto di Fisica e Tecnologia di Roma, in collaborazione con i colleghi degli Stati Uniti e del Giappone, hanno calcolato i valori ottimali dei parametri del grafene e di una miscela di arsenico e fosforo nero da utilizzare negli strati dei fotorivelatori. I ricevitori di nuovo formato potrebbero potenzialmente sostituire tutte le altre controparti a infrarossi e terahertz.
Le lunghezze d’onda dell’infrarosso lontano sono preziose non solo per le applicazioni domestiche, ma anche per la ricerca scientifica. Poiché la polvere cosmica emette onde simili, la conoscenza di queste onde aumenterà notevolmente la nostra comprensione dello spazio galattico. Inoltre, gli infrarossi sono utilizzati nella progettazione di dispositivi per la visione notturna, nella creazione di telecomandi, di sensori di frequenza cardiaca e persino di alcuni sistemi missilistici.
La radiazione terahertz trova applicazione nei controlli dei bagagli, essendo più sicura dei raggi X. A questo proposito, è già chiaro che i nuovi sensori saranno molto apprezzati in diversi settori dell’economia.
Nella loro ricerca, gli autori hanno utilizzato fotorivelatori contenenti un singolo monostrato di grafene circondato da una miscela di arsenico e fosforo in proporzioni variabili. Gli specialisti sono stati in grado di modificare la gamma di frequenza dell’apparecchio grazie a diverse variazioni dei componenti che lo compongono. È stata registrata ogni transizione di elettroni tra le zone di grafene e successivamente nella zona di conduzione del ricevitore. Grazie agli effetti della temperatura, i segnali infrarossi e terahertz vengono registrati anche in assenza di onde elettromagnetiche.
Edizione Ottica Express ha pubblicato una ricerca sulle caratteristiche degli elementi costituiti da un monostrato di grafene. Questi ricevitori sono risultati un’alternativa a tutti i sensori attualmente utilizzati sia per il terahertz che per l’infrarosso. L’efficiente rapporto segnale/rumore di questi sistemi è garantito anche in caso di radiazioni deboli e l’intervallo operativo può essere regolato senza significative perdite di qualità.
Una delle principali applicazioni dei nuovi sensori potrebbe essere quella dei telescopi a infrarossi. Il segnale più pulito dei ricevitori rispetto a quelli attuali migliorerà l’efficienza del dispositivo e l’affidabilità dei test che esegue.
Qual è la principale differenza del nuovo fotorilevatore rispetto ai sensori a terahertz e infrarossi esistenti?
Mi chiedo se il nuovo fotorilevatore sia davvero in grado di sostituire completamente tutti i sensori a terahertz e a infrarossi esistenti. Quali sono le caratteristiche speciali di questo dispositivo? E quali vantaggi offre rispetto ai sensori tradizionali? Sarei interessato a saperne di più sulla sua affidabilità e precisione. Si tratta di una vera rivoluzione nel campo dei sensori?