我國制備出首個(gè)基于石墨烯電光器件

　　石墨烯具有強(qiáng)烈的三階非線性效應(yīng)。這使其在微納光子學(xué)、激光產(chǎn)業(yè)、生物成像等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。然而，過去的實(shí)驗(yàn)報(bào)道無法對石墨烯三階非線性系數(shù)形成統(tǒng)一的觀點(diǎn)，不同實(shí)驗(yàn)結(jié)果甚至有著高達(dá)6個(gè)數(shù)量級的差異。

　　研究人員采用離子凝膠技術(shù)制備石墨烯場效應(yīng)晶體管器件，并通過大范圍調(diào)控石墨烯中的載流子密度和化學(xué)勢逐一控制相關(guān)量子共振躍遷通道的研究方法。研究發(fā)現(xiàn)，石墨烯中的化學(xué)勢會強(qiáng)烈地影響其三階非線性光學(xué)響應(yīng)，而且不同的三階非線性效應(yīng)對化學(xué)勢的依賴關(guān)系完全不同。

　　近日，復(fù)旦大學(xué)物理學(xué)系教授吳施偉課題組聯(lián)合中科院長春光機(jī)所副研究員程晉羅、中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授曾長淦、北京大學(xué)研究員劉開輝和加拿大多倫多大學(xué)教授J. E. Sipe，利用離子凝膠技術(shù)（ion-gel）實(shí)現(xiàn)了石墨烯中三階非線性和四波混頻非線性光學(xué)現(xiàn)象的電學(xué)調(diào)控和增強(qiáng)效應(yīng)，并通過理論推導(dǎo)揭示其內(nèi)在的物理機(jī)制，研究成果以“Gate-tunable third-order nonlinear optical response of massless Dirac fermions in graphene”為題發(fā)表在Nature Photonics上。

　　研究團(tuán)隊(duì)揭示了躍遷通道間的干涉效應(yīng)在石墨烯非線性光學(xué)效應(yīng)中的主導(dǎo)作用，澄清了之前國際上不同課題組在三階非線性光學(xué)系數(shù)上分歧的來源，并且指出了通過化學(xué)勢來大范圍調(diào)控石墨烯非線性光學(xué)效應(yīng)的途徑。與此同時(shí)，本研究工作制備出了國際上首個(gè)基于石墨烯三階非線性光學(xué)效應(yīng)的電光器件，電學(xué)的調(diào)控比可達(dá)幾個(gè)數(shù)量級。鑒于近年來石墨烯在大面積低成本生長制備方面的重大突破，這一電光調(diào)控機(jī)制有望為石墨烯產(chǎn)業(yè)提供一種殺手锏級別的高端應(yīng)用。

　　轉(zhuǎn)自：中國有色金屬報(bào)

　　版權(quán)及免責(zé)聲明：凡本網(wǎng)所屬版權(quán)作品，轉(zhuǎn)載時(shí)須獲得授權(quán)并注明來源“中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息網(wǎng)”，違者本網(wǎng)將保留追究其相關(guān)法律責(zé)任的權(quán)力。凡轉(zhuǎn)載文章，不代表本網(wǎng)觀點(diǎn)和立場。版權(quán)事宜請聯(lián)系：010-65363056。

延伸閱讀