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太赫兹应力调制器研究取得进展
文章来源: 成龙 发布时间: 2018-03-12

  近日,强磁场中心盛志高课题组和上海大学金钻明博士、中科院固体所苏付海研究员合作,首次实现了基于石墨烯的太赫兹应力调制器。该研究成果已在《先进光学材料》期刊上发表(Adv. Opt. Mater. 2018, 1700877)。

  太赫兹(Terahertz,THz)一般是指频率介于1011~1013频段的亚毫米电磁波。由于优越的波谱性能,太赫兹相关技术在通讯、安检、传感、国家安全等领域有着广泛的应用前景,被称为“改变未来世界的十大技术之一”。而太赫兹调制器,作为太赫兹应用的核心部件,是目前该领域研究的重要对象。为了实现高效、低损耗的调制效果,在传统电学、光学方法之外,获得新的太赫兹调制路径是目前亟需解决的科学问题。

  在团队老师的指导下,盛志高研究员课题组的博士研究生成龙巧妙构建了基于二维电子材料石墨烯的应力调制器件,通过采用自主搭建的太赫兹时域谱系统(THz-TDS),系统研究了该器件的应力调制特性。研究表明:基于石墨烯的器件具有优异的调制效果。(1)调制深度大:在1 THz处的调制深度高达26%,且还有进一步提升空间;(2)可双向调制:张/压应力下的太赫兹波调制分别为正/负;(3)重复性和稳定性好:这得益于所选择的材料——石墨烯具有优异的机械和电学性能;(4)低插入损耗:基于应力的太赫兹调制技术主要基于本征载流子迁移率分布的调控,并没有非平衡载流子产生,所以具有远低于电学和光学调制的插入损耗。

  基于以上优异特性,研究人员和审稿人认为该调控机制可用于制备高速太赫兹调制器,在未来的太赫兹应用中具有良好的发展前景。

  该研究工作获得了国家自然科学基金,国家重点研发专项、中科院前沿科学重点研究项目和青年千人计划的支持。

  文章链接地址:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adom.201700877/full

 

太赫兹应力调制器示意图

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