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德国 成功测量石墨烯内光电行为

  据美 国物理学家组织网1月31日报道,石墨 烯制成的光电探测器能非常快速地处理和引导光电信号,在一 皮秒之内受到光刺激的石墨烯就能产生光电流,但此 前没有一种可行的方法快到可以测量石墨烯内的这些过程。现在,德国 慕尼黑工业大学的科学家开发出一种方法,能以 时间分辨石墨烯中超高速光电流的形成,测量其时间动态。此外,他们 还发现石墨烯可以放射太赫兹辐射。相关 研究报告发表近日出版的《自然·通信》杂志上。

  石墨 烯真正令科学家着迷之处在于其极高的导电性,这一 特性在光电探测器的发展中十分有用。这些 电子元件可以探测辐射,并将其转化为电信号,因此 激发了科学家利用石墨烯来设计超高速光电探测器。然而,石墨 烯内的光电行为时间动态目前还无法测量,例如,难以 测量对石墨烯进行电刺激直至其产生光电流需耗时多久。

  慕尼 黑工业大学的物理学家开发出一种方法,首次 将测量到的石墨烯内光电流的时间分辨率提高到皮秒范围,这允 许他们探测仅仅为几皮秒的脉冲。

  光电 探测器的核心在于通过金属接触融入电路的自由悬浮态的石墨烯。光电 流的时间动态可通过名为“共平面带状线”的方法测量,该方 法由特殊的时间分辨激光光谱程序,即泵 浦探测技术所评估。激光 脉冲会激发石墨烯中的电子,而这 一过程的动态会被另一束激光所监控。有了这项技术,物理 学家能精确监视石墨烯中的光电流究竟如何产生。

  科学 家还利用新方法进一步观察后发现,当石墨烯被光刺激时,可散发太赫兹(THz)范围的辐射,这位 于红外光和电磁光谱中的微波辐射之间。关于 太赫兹辐射的特殊之处在于,它显 示了相邻频率范围的共享属性,其可 以像粒子辐射般捆绑,也渗 透了电磁波的特性。这使 其成为了材料试验的理想备选,并可 应用于特定的医疗领域。

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