A szénatomok egyetlen rétegéből álló grafént 2004-ben fedezte fel a Manchesteri Egyetemen Andre Geim és Kostya Novoselov, akik 2010-ben Nobel-díjban részesültek kutatásaikért. Ez a világ legvékonyabb, elektromosságot vezető anyaga, amely kiváló vezetőképességét annak köszönheti, hogy a szénatomok közti kötésekben részt nem vevő elektronokon az összes atom osztozik.

Geim és Novoselov a Cambridge-i Egyetem kutatóival együttműködve most a grafént fém nanoszerkezettel ötvözte, és ezáltal meghússzorozta a grafén által hasznosított fény mennyiségét. Korábbi kísérletek során bebizonyosodott, hogy amikor a grafénre két szoros közelségben lévő fémvezetéket helyeztek és fénnyel sugároztak be, elektromos áram keletkezett: az egyszerű eszköz elemi fotovoltaikus (áramtermelő) rendszerként működött.

A grafénalapú eszközök a jelenleginél több tízszer, vagy akár százszor gyorsabb kommunikációt tesznek lehetővé, mint a legnagyobb sebességű internetes kábelek, ami a grafénben található szabad elektronok rendkívüli mobilitásának köszönhető. Az ígéretes eszközök gyakorlati elterjedését legfőképpen alacsony hatékonyságuk gátolta: a grafén a ráeső fénynek mindössze 3 százalékát képes hasznosítani, árammá alakítani, a fennmaradó 97 százalék elvész.

Geim és Novoselov a Cambridge-i Egyetem kutatóival a problémát a grafénre helyezett úgynevezett plazmonikus nanoszerkezet segítségével oldotta meg, amely hatékonyan koncentrálta a fényt a szénatomok egyetlen rétegéből álló anyagra, így drámaian megnövelte a grafén táplálta elektromos teret. Ezzel a korábbi hússzorosára növekedett a grafénalapú fénydetektor hatékonysága, anélkül, hogy csökkent volna a vezetési sebesség. A kutatók szerint a grafénalapú eszközök hatékonysága még tovább növelhető.