Des capteurs photos en graphène

Les chercheurs de MIT ont découvert que le graphène, cette structure en nid d’abeille composée d’atomes de carbone et disposant de seulement un atome d’épaisseur, réagit de façon singulière à la lumière. Concrètement, elle produit un courant électrique et les chercheurs imaginent maintenant la conception de capteurs photo à base de graphène.

Un phénomène rare : le porteur chaud

Les résultats de ces recherches ont été publiés dans la revue Science de ce mois-ci. Le phénomène décrit par les scientifiques n’est pas nouveau, mais jusqu’à présent, ils pensaient qu’il était expliqué par un effet photovoltaïque.

Aujourd’hui ils en savent un peu plus. Pour mener leurs expériences, ils ont conçu une feuille de graphène disposant d’un traitement spécial qui va permettre aux électrons du matériau de chauffer, sans que le noyau des atomes de carbone change de température. La différence thermique va permettre aux électrons de se déplacer, générant ainsi un courant électrique. Ce phénomène dit « porteur chaud » est très rare. On le rencontre généralement lorsque l’on approche du zéro absolu ou lorsque l’on bombarde la surface avec un laser très puissant. Or, en l’espèce, ce phénomène se manifeste sur le graphène à température ambiante et avec la lumière du soleil.

Pablo Jarillo-Herrero, le principal auteur du papier, explique sur le site de MIT qu’à masse égale, le graphène est le matériau le plus solide que l’on connaisse aujourd’hui. Lorsque les électrons sont frappés par la lumière du soleil et qu’ils se mettent à vibrer, le graphène est si solide que ces mouvements ne le perturbent pas. Par voie de conséquence, les électrons ne transfèrent pas leur énergie autour d’eux, ce qui explique la différence de température et le courant électrique qui sera généré.

Les chercheurs envisagent qu’il sera possible de fabriquer des capteurs, mais avouent que les conclusions sont si nouvelles qu’il est encore difficile de savoir réellement ce que donneront ces résultats. L’étude fut en partie financée par le département américain de la défense et la fondation nationale américaine des sciences.