天津大學精密儀器與光電子工程學院、太赫茲研究中心張偉力教授團隊在石墨烯太赫茲波調(diào)制的研究中取得了突破性進展，該項研究成果發(fā)表在國際著名學術刊物Nature Communications [6, 7082 (2015)] 上。這篇題為“Active graphene-silicon hybrid diode for terahertz waves”的論文報道了利用光電并行機制對石墨烯-硅的復合結(jié)構(gòu)進行主動調(diào)制的原創(chuàng)性工作。
作為典型的二維材料，石墨烯具有單層原子結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的光學、電學和機械性能，展現(xiàn)出了許多誘人、新穎的物理特性。由于具有外部可調(diào)控的導電率及可調(diào)諧的禁帶寬度，石墨烯在太赫茲領域具有許多潛在的應用。其中，利用石墨烯對太赫茲波進行主動調(diào)控是目前的研究熱點之一。但是，目前國際上通常采用單一式光激發(fā)或電調(diào)制等手段對太赫茲波實現(xiàn)調(diào)控，其調(diào)制深度受到明顯的限制。
張偉力團隊在前期研究基礎上，提出了基于石墨烯和半導體的太赫茲波調(diào)控的新方法，即采用石墨烯-硅的復合結(jié)構(gòu)，在低功率連續(xù)激光的激勵下，利用極低的電壓(0.1-4伏)即可實現(xiàn)對太赫茲信號的大幅度調(diào)制，其調(diào)制深度高達83%，帶寬覆蓋了0.4-2 THz范圍。在此基礎上研制的太赫茲集成化器件，實現(xiàn)了對太赫茲波的正向偏壓導通、負向偏壓截止的光學“二極管”效應。該研究成果為太赫茲二維材料和器件的發(fā)展奠定了重要基礎，在寬帶太赫茲波調(diào)制器、太赫茲波整流、太赫茲波通信等領域有十分重要的應用前景。
作為典型的二維材料，石墨烯具有單層原子結(jié)構(gòu)，優(yōu)異的光學、電學和機械性能，展現(xiàn)出了許多誘人、新穎的物理特性。由于具有外部可調(diào)控的導電率及可調(diào)諧的禁帶寬度，石墨烯在太赫茲領域具有許多潛在的應用。其中，利用石墨烯對太赫茲波進行主動調(diào)控是目前的研究熱點之一。但是，目前國際上通常采用單一式光激發(fā)或電調(diào)制等手段對太赫茲波實現(xiàn)調(diào)控，其調(diào)制深度受到明顯的限制。
張偉力團隊在前期研究基礎上，提出了基于石墨烯和半導體的太赫茲波調(diào)控的新方法，即采用石墨烯-硅的復合結(jié)構(gòu)，在低功率連續(xù)激光的激勵下，利用極低的電壓(0.1-4伏)即可實現(xiàn)對太赫茲信號的大幅度調(diào)制，其調(diào)制深度高達83%，帶寬覆蓋了0.4-2 THz范圍。在此基礎上研制的太赫茲集成化器件，實現(xiàn)了對太赫茲波的正向偏壓導通、負向偏壓截止的光學“二極管”效應。該研究成果為太赫茲二維材料和器件的發(fā)展奠定了重要基礎，在寬帶太赫茲波調(diào)制器、太赫茲波整流、太赫茲波通信等領域有十分重要的應用前景。
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