天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院、太赫茲研究中心張偉力教授團(tuán)隊(duì)在石墨烯太赫茲波調(diào)制的研究中取得了突破性進(jìn)展，該項(xiàng)研究成果發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)刊物Nature Communications [6, 7082 (2015)] 上。這篇題為“Active graphene-silicon hybrid diode for terahertz waves”的論文報(bào)道了利用光電并行機(jī)制對(duì)石墨烯-硅的復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行主動(dòng)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(xué)、電學(xué)和機(jī)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(dǎo)電率及可調(diào)諧的禁帶寬度，石墨烯在太赫茲領(lǐng)域具有許多潛在的應(yīng)用。其中，利用石墨烯對(duì)太赫茲波進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控是目前的研究熱點(diǎn)之一。但是，目前國(guó)際上通常采用單一式光激發(fā)或電調(diào)制等手段對(duì)太赫茲波實(shí)現(xiàn)調(diào)控，其調(diào)制深度受到明顯的限制。
張偉力團(tuán)隊(duì)在前期研究基礎(chǔ)上，提出了基于石墨烯和半導(dǎo)體的太赫茲波調(diào)控的新方法，即采用石墨烯-硅的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在低功率連續(xù)激光的激勵(lì)下，利用極低的電壓(0.1-4伏)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)太赫茲信號(hào)的大幅度調(diào)制，其調(diào)制深度高達(dá)83%，帶寬覆蓋了0.4-2 THz范圍。在此基礎(chǔ)上研制的太赫茲集成化器件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太赫茲波的正向偏壓導(dǎo)通、負(fù)向偏壓截止的光學(xué)“二極管”效應(yīng)。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(chǔ)，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(lǐng)域有十分重要的應(yīng)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(xué)、電學(xué)和機(jī)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(dǎo)電率及可調(diào)諧的禁帶寬度，石墨烯在太赫茲領(lǐng)域具有許多潛在的應(yīng)用。其中，利用石墨烯對(duì)太赫茲波進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控是目前的研究熱點(diǎn)之一。但是，目前國(guó)際上通常采用單一式光激發(fā)或電調(diào)制等手段對(duì)太赫茲波實(shí)現(xiàn)調(diào)控，其調(diào)制深度受到明顯的限制。
張偉力團(tuán)隊(duì)在前期研究基礎(chǔ)上，提出了基于石墨烯和半導(dǎo)體的太赫茲波調(diào)控的新方法，即采用石墨烯-硅的復(fù)合結(jié)構(gòu)，在低功率連續(xù)激光的激勵(lì)下，利用極低的電壓(0.1-4伏)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)太赫茲信號(hào)的大幅度調(diào)制，其調(diào)制深度高達(dá)83%，帶寬覆蓋了0.4-2 THz范圍。在此基礎(chǔ)上研制的太赫茲集成化器件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)太赫茲波的正向偏壓導(dǎo)通、負(fù)向偏壓截止的光學(xué)“二極管”效應(yīng)。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(chǔ)，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(lǐng)域有十分重要的應(yīng)用前景。
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