研究人員控制石墨烯的冷卻速度讓光學(xué)特性控制達(dá)到空前水平

發(fā)表在ACS Nano上的一項(xiàng)國際研究表明，對(duì)石墨烯光學(xué)特性的控制達(dá)到了前所未有的水平。這項(xiàng)工作在從光子學(xué)到電信等不同技術(shù)領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用前景。 -?n|kSHX  
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石墨烯是有史以來最薄的材料，其厚度只有一個(gè)原子層，比十億分之一米還薄，它能夠通過其電荷載流子的光激發(fā)，有效地吸收從可見光到紅外線的光線。在吸收光之后，其光激發(fā)的電荷載流子在幾皮秒內(nèi)冷卻到最初的平衡狀態(tài)，相當(dāng)于百萬分之一秒的時(shí)間。這一松弛過程的顯著速度使得石墨烯在許多技術(shù)應(yīng)用中特別有前途，包括光探測器、光源和調(diào)制器。 %76N$`{u  
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最近發(fā)表在ACS Nano上的一項(xiàng)研究表明，石墨烯電荷載流子的弛豫時(shí)間可以通過施加外部電場而被大大改變。這項(xiàng)研究是在CNR-IFN、米蘭理工大學(xué)、比薩大學(xué)、劍橋石墨烯中心（英國）和巴塞羅那ICN2（西班牙）之間的國際合作中構(gòu)完成。  lTsl=  
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研究人員觀察到的石墨烯中電荷載流子弛豫時(shí)間的變化，顯示了對(duì)晶體光學(xué)響應(yīng)前所未有的控制水平，并允許使用單一材料獲得大量不同的行為。這項(xiàng)工作為開發(fā)利用控制電荷載體的弛豫時(shí)間來支持新功能的設(shè)備鋪平了道路。例如，如果石墨烯被用作激光腔中的可飽和吸收體以產(chǎn)生超短光脈沖，通過改變電荷載體的弛豫時(shí)間，可以控制輸出脈沖的時(shí)間。 >_h*N
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用來研究石墨烯的特定裝置被證明是觀察其光學(xué)特性隨外部電場變化強(qiáng)大可調(diào)性的關(guān)鍵，它允許通過利用離子液體門控在廣泛的范圍內(nèi)改變電荷載體的數(shù)量，這是一種被引入研究超導(dǎo)體的最先進(jìn)技術(shù)。 +avu&2B  
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這項(xiàng)工作代表了致力于研究石墨烯中超快載流子動(dòng)力學(xué)的長期研究合作的最新步驟，旨在探索這種迷人材料的巨大潛力。這一發(fā)現(xiàn)對(duì)許多技術(shù)應(yīng)用具有重大意義，從用于脈沖激光源或防止光學(xué)元件損壞的光學(xué)限制器的光子學(xué)，到用于超快探測器和調(diào)制器的材料。