Группа исследователей, возглавляемая профессором Александром Холляйтнером, физиком Мюнхенского технического университета и членом Немецкой исследовательской организаци "Наносистемы-инициатива Мюнхен", значительно продвинулась в разработке метода измерения на основе временной развертки – так называемого фототока с фотодетекторов, с точностью до пикосекунд.

Углеродные нанотрубки обладают множеством необычных свойств, которые делают их основными кандидатами на место оптоэлектронных компонентов. Однако до настоящего времени чрезвычайно сложно было анализировать или влиять на их оптические и электронные свойства.

«Пикосекунда – это очень маленький промежуток времени, – объясняет Александр Холляйтнер. – Если бы электроны перемещались со скоростью света, они преодолевали бы практически весь путь от Земли до Луны за одну секунду. А за пикосекунду они прошли бы только треть миллиметра».

Этот новый метод измерения почти в сто раз быстрее, чем любой другой из существующих методов. Он позволил ученым измерить точную скорость электронов. В углеродных нанотрубках электроны за одну пикосекунду проходят расстояние всего лишь около 8 десятитысячных миллиметра или 800 нанометров.

В основе рассматриваемых фотодетекторов лежат углеродные трубки диаметром около одного нанометра, заполняющие крошечный зазор между двумя золотыми детекторами. Физики измерили скорость электронов посредством специального процесса лазерной спектроскопии с временным разрешением (метод накачки-зондирования). Он работает по принципу возбуждения электронов в углеродных нанотрубках посредством лазерного импульса и наблюдения за динамикой процесса с помощью второго лазера.

Возможности анализа, предоставляемые этим методом, найдут свое применение во многих сферах, среди которых находятся и самые важные: дальнейшая разработка оптоэлектронных компонентов, таких как фотодетекторы нанодиапазона, фотопереключатели и солнечные батареи.

Исследование было инициировано Немецкой исследовательской организацией (Наносистемы-инициатива Мюнхен, NIM) и Центром Нанонауки (CeNS) в Мюнхенском университете Людвига Максимилиана. Дальнейший вклад в разработку был сделан физиками Регенсбуржского Университета в Германии и Швейцарским федеральным технологическим университетом в Цюрихе.