光檢測和控制是許多現代設備應用的核心，如智能手機的相機，他們使用的傳感器完全依賴于CMOS(數碼攝影中的圖像傳感器)。使用石墨烯作為光探測器的光敏感材料，可以對目前使用的材料提供顯著的改進。

石墨烯傳感器是由石墨烯制作而成的用途廣泛的高光敏度傳感器。這種新型傳感器的關鍵在于使用了“滯留光線”的納米結構。納米結構能夠比傳統的傳感器更長時間的捕獲產生光線的電子微粒。

來自西班牙巴塞羅那的ICFO，來自意大利Genova的IIT，來自Exeter（英國）的Exeter大學和來自美因茨（德國）的Johannes Gutenberg大學的歐洲科學家團隊現在已經成功地理解了這些過程。

超快光泵

超快光泵-太赫茲探針實驗的示意圖，其中光泵引起電子加熱，太赫茲脈沖對石墨烯加熱過程后，石墨烯的導電率變得非常敏感。

最近他們將結果發表在《Science Advances》雜志上，名為(“The ultrafast dynamics and conductivity of photoexcited graphene at different Fermi energies”)(不同費米能級下光激發石墨烯的超快動力學和電導率)，為什么石墨烯在吸收光之后，導電率在某些情況下增加，而在其他情況下卻產生了下降？他們的工作對這個疑惑提供了一個透徹的解釋。

研究人員能夠證明，這種行為與吸收光的能量流向石墨烯電子的方式有關：在光被石墨烯吸收之后，石墨烯電子加熱的過程發生得非常快，效率很高。

對于高度摻雜的石墨烯（其中存在許多自由電子），超快電子加熱導致具有升高的能量的載流子--熱載流子，這反過來導致導電率降低。有趣的是，對于弱摻雜的石墨烯（其中不存在太多自由電子），電子加熱導致產生額外的自由電子，并因此導致電導率的增加。這些額外的載體是石墨烯無間隙性質的直接結果。在間隙材料中，電子加熱不會導致額外的自由載體。

石墨烯中光致電子加熱的這種簡單情況可以解釋許多觀察到的效應。除了描述材料在光吸收之后的導電特性，它可以解釋載流子倍增，其中在特定條件下，一個吸收光粒子（光子）可以間接產生多于一個額外的自由電子，從而在設備內創建一個有效的光響應。

該論文的結果，特別是理解電子加熱的過程非常準確，在設計和開發基于石墨烯的光檢測技術領域，這種精確的理解可以對產品設計提供幫助，此外，這個結果必將意味著石墨烯在傳感器領域將會帶來巨大的影響。