La realizzazione pratica del grafene nel 2004 è stato un momento cruciale nella fisica dello stato solido moderna, perché ha generato un sistema fisico di grandissimo interesse per gli studi fondamentali, ma con una chiara vocazione per le nuove applicazioni. Nel grafene, i portatori di carica diventano privi di massa e le eccitazioni fermioniche a bassa energia sono descritte dall'equazione di Dirac. Una delle proprietà ottiche più rilevanti del grafene, diretta conseguenza dell'equazione di Dirac, è il suo coefficiente di assorbimento indipendente dalla lunghezza d'onda in tutto l'infrarosso medio e lontano, che lo rende un naturale candidato per riempire il gap tecnologico oggi esistente nei rivelatori integrati su microchip fotonici per l'infrarosso.
Nel progetto si propone di costruire un sistema ottico avanzato per lo studio di micro-dispositivi fotonici sperimentali realizzati nel nostro Dipartimento partendo da nano-"fiocchi" (flakes) di grafene esfoliato meccanicamente, depositati su contatti metallici realizzati per litografia. Per questi dispositivi è stato già osservato un comportamento da rivelatore di tipo bolometrico (variazione della resistenza con la temperatura) [3]. Le ridotte dimensioni dei "flakes" ottenibili per esfoliazione richiedono, per il loro studio, l'utilizzo di un microscopio laser nel medio/lontano infrarosso ad alta collimazione, alta potenza e struttura temporale dell'emissione ben definita.
Il programma proposto vede quindi l'incorporazione di un laser a cascata quantica tunabile nel medio infrarosso, già in possesso del Dipartimento, all'interno di un microscopio confocale basato su obiettivi riflettivi di tipo "Cassegrain" e su una tavola piezoelettrica ad alta precisione (
