来自日本和美国的MIPT科学家及其同事已经计算出了光电探测器的参数，该探测器由石墨烯层以及黑磷和黑砷的混合物组成。这些传感器能够以比没有石墨烯的构成层的带隙小的能量检测辐射。也很容易对其进行修改，以提高其对所需光波长的敏感性。这种传感器可以代替远红外和太赫兹辐射探测器。研究结果发表在《光学快报》上。
新传感器将使许多科学技术领域受益。远红外频段对于家庭应用和基础科学而言都是重要的。这些波是由宇宙尘埃发出的，其研究揭示了星系的演化。红外光传感器用于夜视设备，遥控器，寻的导弹和心跳传感器。太赫兹辐射是X射线行李扫描仪的替代品，危害较小。
在这里，研究人员考虑了基于石墨烯单层的远红外带间光电探测器。石墨烯被不同比例的黑磷和黑砷制成的层包围。通过改变这些物质的比例，可以改变光电探测器的工作范围。黑磷和砷中电子无法获得的能量是不同的。该探测器通过在石墨烯的两个能带之间跃迁之后，记录进入黑磷或砷的导带的电子或空穴来进行操作。但是，温度效应会导致红外和太赫兹传感器即使在没有辐射的情况下，即使在“黑暗中”也能检测到信号。这项研究中检查的分层结构证明其暗电流要比今天使用的暗电流低得多。
“我们基于石墨烯单层计算了用于远红外检测的光敏元件的参数。此类设备可以替代当今使用的几乎任何远红外和太赫兹辐射传感器。降低的暗电流和高光敏性显着改善了信号噪声比，即使是低强度辐射。通过施加经过仔细校准的电压，可以在不影响信号接收质量的情况下改变检测器的工作范围。这样的传感器可以增强红外望远镜的性能。根据计算，在高温下，检测器将产生比现在使用的检测器更干净的信号。”二维材料和纳米器件实验室负责人Victor Ryzhii补充说。