上海光機(jī)所在單層石墨烯超快冷卻動(dòng)力學(xué)研究方面取得進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所強(qiáng)場激光物理國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)在CVD制備的單層石墨烯數(shù)皮秒內(nèi)的超快光電導(dǎo)率冷卻動(dòng)力學(xué)方面取得新進(jìn)展。這一過程主要源于電子-聲子相互作用以及聲子-聲子相互作用過程的輔助作用，此發(fā)現(xiàn)與高質(zhì)量石墨烯類似。相關(guān)研究成果發(fā)表于《物理化學(xué)學(xué)報(bào)C》（the Journal of Physical Chemistry C）。 B?tO&$s  
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近年來，單層石墨烯由于其狄拉克錐中的高遷移率電子（狄拉克費(fèi)米子），在太赫茲探測技術(shù)中的應(yīng)用備受關(guān)注。對(duì)于未摻雜的石墨烯，超快太赫茲電導(dǎo)率弛豫主要由電子-聲學(xué)聲子超碰撞耦合驅(qū)動(dòng)。然而，關(guān)于具有負(fù)光誘導(dǎo)太赫茲電導(dǎo)率的CVD生長的石墨烯，目前研究人員對(duì)其在小于10ps時(shí)間尺度下的太赫茲電導(dǎo)率弛豫過程的主要方面尚未達(dá)成共識(shí)。 /^z5;aG  
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為此，研究人員通過時(shí)間分辨太赫茲光譜系統(tǒng)研究了單層石墨烯冷卻過程中電子-聲學(xué)聲子耦合和光學(xué)聲子-聲學(xué)聲子耦合之間的競爭過程。通過對(duì)太赫茲范圍內(nèi)光生載流子電導(dǎo)率冷卻過程的分析，驗(yàn)證了超快無序輔助光學(xué)聲子-聲學(xué)聲子相互作用在超快太赫茲電導(dǎo)率弛豫中起著關(guān)鍵作用。此外，還發(fā)現(xiàn)超快冷卻過程在不同泵浦波長和外部溫度下具有可以通過對(duì)襯底摻雜調(diào)制的魯棒性。這項(xiàng)工作進(jìn)一步提高石墨烯基光轉(zhuǎn)換器件的熱電子提取效率，為CVD制備的石墨烯的冷卻通道的設(shè)計(jì)提供了重要的研究基礎(chǔ)。 H|iY<7@  
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原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c07783