石墨烯光学基于石墨烯的光探测器的推

　　使用石墨烯作为光检测器的光敏材料可以对现在使用的材料提供显著的改进。石墨烯旗舰的研究人员发展这种行为与从吸收的光能量流向石墨烯电子的方式相关：在石墨烯吸收光之后，石墨烯电子加热的过程发生得非常快并且具有非常高的效率。

文章转载自 　　光检测和控制是许多现代设备应用的核心，例如手机中的相机。使用石墨烯作为光检测器的光敏材料可以对现在使用的材料提供显著的改进。例如，石墨烯可以检测几乎任何颜色的光线，并且在百万分之一秒内发出极快的电子响应。因此，为了正确设计基于石墨烯的光检测器，了解在石墨烯吸收光之后发生的过程是至关重要的。

　　来自西班牙巴塞罗那的ICFO，来自意大利Genova的IIT，来自Exeter（英国）的Exeter大学和来自美因茨（德国）的JohannesGutenberg大学的欧洲科学家团队现在已经成功地理解了这些过程。最近他们在ScienceAdvances上发表的文章给他们的工作一个全面的解释，为什么在某些情况下，石墨烯的电导率在光吸收后增加，而在其他情况下，则会下降。研究人员表明，这种行为与从吸收的光能量流向石墨烯电子的方式相关：在石墨烯吸收光之后，石墨烯电子加热的过程发生得非常快并且具有非常高的效率。

　　对于高度掺杂的石墨烯（其中存在许多自由电子），超快电子加热导致具有升高的能量的载流子--热载流子，这反过来导致导电率降低。有趣的是，对于弱掺杂的石墨烯（其中不存在太多自由电子），电子加热导致产生额外的自由电子，并因此导致电导率的增加。这些额外的载体是石墨烯无间隙性质的直接结果。在间隙材料中，电子加热不会导致额外的自由载体。

　　石墨烯中光致电子加热的这种简单情况可以解释许多观察到的效应。除了描述材料在光吸收之后的导电特性，它可以解释载流子倍增，其中在特定条件下，一个吸收光粒子（光子）可以间接产生多于一个额外的自由电子，从而在设备内创建一个有效的光响应。

本文的结果，特别是对电子加热过程的准确理解，无疑将意味着石墨烯基光探测技术的设计和开发将大有助益。这项工作由欧盟委员会在Graphene旗舰计划下提供资金以及Mineco青年调查员资助。

参考来源：ICFO光子科学研究所。

文献信息：AndreaTomadin,SamM.Hornett,HaiI.Wang,EvgenyM.Alexeev,AndreaCandini,CamillaColetti,DmitryTurchinovich,MathiasKl?ui,MischaBonn,FrankH.L.Koppens,EuanHendry,MarcoPolini,Klaas-JanTielrooij.TheultrafastdynamicsandconductivityofphotoexcitedgrapheneatdifferentFermienergies.ScienceAdvances,;4(5):eaarDOI:10./sciadv.aar

来源：智识咨询

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