德國亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫(HZDR)研究中心的科學(xué)家通過在 SiC 上一個(gè)微小的片狀石墨烯加上天線，開發(fā)出一種新的光學(xué)探測器。據(jù)稱，這種新型探測器可以迅速的反射所有不同波長的入射光，并可在室溫下工作。這是單個(gè)檢測器首次實(shí)現(xiàn)監(jiān)測光譜范圍從可見光到紅外輻射，并一直到太赫茲輻射。
HZDR 中心的科學(xué)家們已經(jīng)開始使用新的石墨烯探測器用于激光系統(tǒng)的精確同步。據(jù)HZDR 物理與材料科學(xué)研究所的物理學(xué)家 Stephan Winnerl 稱，相對于其他半導(dǎo)體，如硅或砷化鎵，石墨烯可以承載具有超大范圍光子能量的光，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，只需要一個(gè)寬帶天線和恰當(dāng)?shù)囊r底來。
石墨烯片和天線組件吸收光線，將光子的能量轉(zhuǎn)移至石墨烯的電子中。這些“熱電子”能夠增加探測器的電阻，產(chǎn)生快速電信號(hào)，在短短 40 皮秒內(nèi)便可完成入射光注入。
襯底的選擇是提高捕光器的關(guān)鍵。過去使用的半導(dǎo)體襯底吸收了一些波長的光，但碳化硅可在光譜范圍不主動(dòng)吸收光。 此外，天線的作用就像一個(gè)漏斗，捕捉長波紅外和太赫茲輻射。目前，科學(xué)家們已經(jīng)能夠?qū)⒐庾V范圍增加為此前型號(hào)探測器的90倍，所能探測到的最短波長比最長的小 1000倍。而在可見光中，紅光波長最長，紫光波長最短，紅光波長僅是紫光的兩倍。
該光學(xué)探測器已被 HZDR 中心采用，用于易北河中心的兩個(gè)自由電子激光器的精確同步。這種精確同步對“泵浦探針”實(shí)驗(yàn)尤為重要，研究員使用其中一個(gè)激光器激發(fā)材料，再使用另一個(gè)具有不同波長的激光器進(jìn)行測定。在這種實(shí)驗(yàn)中，激光脈沖必須精確同步。因此，科學(xué)家們使用石墨烯探測器如同使用秒表。精確同步的探測器可以顯示出激光脈沖何時(shí)達(dá)到目標(biāo)，大帶寬有助于防止探測器變?yōu)闈撛阱e(cuò)誤來源。該種探測器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，所有的測量可以在室溫下進(jìn)行，避免了其他探測器所需的昂貴和費(fèi)時(shí)的氮?dú)饣蚝饫鋮s過程。
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