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“三合一”石墨烯基太赫兹探测器问世

来源:鏈煡 | 作者:DNBTC小编 | 点击:

  1996年,科学家提出了一个解决办法:将入射波能量压缩到与检测器大小相当的体积内。为此,探测器材料需要支持特种“紧凑波”——所谓的等离激元。从理论上来说,在波的谐振下,这种探测器的效率会得到进一步提升。

  但实现这种探测器比预期更难。原因在于:在大多数半导体材料中,由于电子与杂质的碰撞,等离激元会快速衰减。石墨烯被认为可解决问题,但其还不够洁净。

  在最新研究中,科学家解决了这个问题。他们制造了一个光电探测器,由封装在氮化硼晶体之间的双层石墨烯组成,并与太赫兹天线发生耦合。在这个“三明治”结构中,杂质被逐出石墨烯薄片之外,使等离激元更自由地传播。被金属铅束缚住的石墨烯片形成了一种等离激元谐振器,而石墨烯的双层结构使波速可在一个宽范围内调谐。

  新设备实际上也是尺寸仅为几微米的太赫兹光谱仪,可通过电压调谐控制谐振频率。此外,它还可用于基础研究:在不同频率与电子密度下测量探测器中的电流,展示出了等离激元的特性。

  论文合著者之一、莫斯科物理技术学院光电二维材料实验室负责人多米特瑞·斯凡特斯弗表示:“所有这些设备之前都有,但我们将同样的功能打包到了十多立方微米的体积中。”

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