El grafeno es un material que tiene el grosor de una sola capa atómica. Tiene la capacidad de absorber eficientemente la luz desde el visible hasta el infrarrojo a través de la fotoexcitación de sus portadores de carga. Después de absorber la luz, en pocos picosegundos los portadores de carga fotoexcitados regresan a su estado de equilibrio inicial.
Un grupo de investigadores internacionales demostró que el tiempo de relajación de los portadores de carga de grafeno se puede modificar significativamente mediante la aplicación de un campo eléctrico externo. Los investigadores observaron la capacidad de ajuste de la respuesta óptica de una monocapa de grafeno (SLG) fuera de equilibrio en el infrarrojo cercano (1000–1700 nm/0,729–1,240 eV), explorando un rango de EF (energía de Fermi) de −650 a 250 meV mediante activación de una compuerta comparable a un líquido iónico. A medida que aumentó la EF observaron una ralentización de la dinámica de relajación o “fotoblanqueo” de los portadores de carga excitados, que los autores atribuyeron a la extinción de la emisión de fonones ópticos por los portadores de carga fotoexcitados. La capacidad de controlar tanto el tiempo de recuperación como el signo de la respuesta óptica de SLGs fuera de equilibrio mediante una compuerta electrostática, las convierte en ideales materiales absorbentes saturables, sintonizables y con dinámica controlada.
La posibilidad de ajustar la respuesta óptica de un material a través de una compuerta electrostática es crucial para aplicaciones optoelectrónicas, como moduladores electroópticos, absorbentes saturables, limitadores ópticos, fotodetectores y electrodos transparentes.
Los resultados fueron publicados en ACS Nano
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