Les nanotubes de carbone à paroi simple sont des briques prometteuses pour les futurs dispositifs optoélectroniques. Mais les mesures électroniques conventionnelles n'ont pas pu résoudre la dynamique optoélectronique ultra rapide des nanotubes. Aujourd'hui, des scientifiques allemands dirigés par le professeur Alexander Holleitner, physicien à la Technische Universitaet Muenchen, ont trouvé un moyen de mesurer directement la dynamique des électrons photo-excités dans des photodétecteurs nanométriques.

Les nanotubes de carbone possèdent une multitude de propriétés inhabituelles qui en font des candidats prometteurs pour les composants optoélectroniques. Cependant, jusqu'à présent, il s'est avéré extrêmement difficile d'analyser ou d'influencer leurs propriétés optiques et électroniques. Une équipe de chercheurs dirigée par le professeur Alexander Holleitner, physicien à la Technische Universitaet Muenchen et membre du Cluster of Excellence Nanosystems Munich (NIM), a maintenant réussi à développer une méthode de mesure permettant une résolution temporelle du photocourant dans les photodétecteurs avec une précision de la picoseconde.

"Une picoseconde est un très petit intervalle de temps, " explique Alexander Holleitner. " Si les électrons voyageaient à la vitesse de la lumière, ils feraient presque tout le chemin jusqu'à la lune en une seconde. En une picoseconde, ils ne couvriraient qu'environ un tiers de millimètre." Cette nouvelle technique de mesure est environ cent fois plus rapide que toute autre méthode existante. Elle a permis aux scientifiques dirigés par le professeur Alexander Holleitner de mesurer la vitesse précise des électrons. Dans le carbone nanotubes les électrons ne couvrent qu'une distance d'environ 8 dix millièmes de millimètre ou 800 nanomètres en une picoseconde.

Au cœur des photodétecteurs en question se trouvent des tubes de carbone d'un diamètre d'environ un nanomètre recouvrant un minuscule espace entre deux détecteurs en or. Les physiciens ont mesuré la vitesse des électrons au moyen d'un procédé spécial de spectroscopie laser à résolution temporelle - la technique pompe-sonde. Il fonctionne en excitant des électrons dans le nanotube de carbone au moyen d'une impulsion laser et en observant la dynamique du processus à l'aide d'un deuxième laser.

Les connaissances et les opportunités analytiques rendues possibles par la technique présentée sont pertinentes pour toute une gamme d'applications. Ceux-ci inclus, notamment, la poursuite du développement de composants optoélectroniques tels que les photodétecteurs nanométriques, photo-interrupteurs et cellules solaires.