دانشمندانی از مرکز هلمهولتز - رنتروم درسدن - روسلدورف (HZDR) بهمراه همکاران بین المللی خود مولفه مهم دیگری در راستای فهم ماده گرافنی کشف کرده‌اند: آنها طول‌عمر الکترون‌ها در گرافن را در بازه‌های انرژی پایین‌تر تعیین کرده‌اند. این کشف ارتباط زیادی با توسعه آتی الکترونیک سریع و مولفه‌های اپتوالکترونیکی دارد.
معمولا الکترون‌ها فقط می‌توانند ترازهای انرژی ویژه‌ای (که به آنها باندهای انرژی گفته می‌شود) و نه سایر انرژی‌ها (که به آنها گپ‌های انرژی گفته می‌شود) را قبول کنند. ولی رفتار گرافن با سایر نیمه‌رساناها متفاوت است: باندهای انرژی بدون ظهور هیچ گپی با همدیگر تماس پیدا می‌کنند. گرافن به جای گسیل نور قادر به جذب تابش با انرژی‌های کمتر از طیف مرئی، مانند نور فروسرخ و تراهرتز، است و همین خاصیت آن را به یک ماده عالی برای آشکارسازی تبدیل کرده است.
این پژوهشگران با کمک دستگاه لیزر الکترون آزاد (FEL) در مرکز HZDR طول‌عمر الکترون‌ها در ترازهای انرژی ویژه گرافن را بررسی کردند.
برای اینکه قادر به توسعه الکترونیک سریع و مولفه‌های اپتوالکترونیکی براساس گرافن باشیم، باید بدانیم که الکترون‌ها در این ترازهای انرژی ویژه دقیقا چه مدت درنگ می‌کنند. بررسی چنین فرآیندهایی، که در بازه پیکوثانیه رخ می‌دهند، نیازمند روش‌های مشاهده بسیار سریع می‌باشد. ویژگی منحصر به فرد آزمایش‌های انجام شده توسط این پژوهشگران قرار دادن نمونه‌های گرافنی در معرض نوری با طول موج‌های بلندتر از قبل است. این کار با استفاده از پالس‌های تابشی کوتاه تولیدشده بوسیله‌ی دستگاه لیزر الکترون آزاد (FEL) واقع در مرکز HZDR امکان‌پذیر شد. بنابراین این پژوهشگران قادر به مطالعه طول‌عمر الکترون‌ها در نزدیکی نقطه تماس این باندهای انرژی شدند که خاصیت فیزیکی منحصر به فرد گرافن است.
FEL نمونه‌های گرافنی را با نوری که دارای طول موج‌های مختلف در بازه فروسرخ بود، تحریک کرد. این پژوهشگران کشف کردند که انرژی ذرات نوری که الکترون‌ها و نیز نوسان‌های شبکه اتمی را تحریک می‌کند، می‌تواند طول‌عمر الکترون‌ها را تحت تأثیر قرار دهد: اگر انرژی ذرات نوری بیشتر از انرژی نوسانات شبکه باشد، آنگاه الکترون‌ها تراز انرژی ویژه خود را خیلی سریع‌تر تغییر خواهند داد و طول‌عمر کوتاه‌تری خواهند داشت. برعکس، اگر انرژی تحریک کمتر از انرژی نوسانات شبکه باشد، آنگاه الکترون‌ها درنگ بیشتری در تراز انرژی ویژه خواهند داشت.
