在单层石墨烯中在3.2 Terahertz电气调节的非线性
Alessandra Di Gaspare1, Osman Balci2, Jincan Zhang2
1NEST, CNR-Istituto Nanoscienze and Scuola Normale Superiore, Piazza San Silvestro 12, Pisa 56127, Italy.
概括
石墨烯表现出强烈的太赫兹 (THz) 非线性,使得高效的第三波生成成为可能. 研究人员使用离子液体门控制了这种非线性,为新的THz光发电技术铺平了道路.
科学领域:
- 凝聚物质物理学 凝聚物质物理学
- 非线性光学是非线性光学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 石墨烯在太赫兹 (THz) 范围内具有高的第三阶非线性敏感性 (χ(3),明显超过GaAs和酸等常规材料.
- 这种内在的非线性,加上超快的载波动态,对于在子THz和低THz频率的第三波生成 (THG) 至关重要.
研究的目的:
- 为了研究在THz范围内对石墨烯非线性光学性质的受控增强.
- 探索门诱导的费米能量转移在调制THz非线性光发电应用中的潜力.
主要方法:
- 利用来自量子级联激光器的单色,高峰功率 (1.8W) THz信号.
- 使用离子液体门调整石墨烯费米能量 (EF) 到>1.2 eV.
- 进行了和探头实验,以分析3.2 THz的非线性吸收.
主要成果:
- 证明了在3.2 THz的强度吸收非线性,在EF>>0.7 eV时观察到显著的第三阶贡献.
- 通过静电门,展示了石墨烯THz非线性的可调性.
- 在室温和中等电场下,在石墨烯中确认了高效的THG.
结论:
- 石墨烯可调节的THz非线性,由离子液体门控制,为新型THz光源提供了一个有前途的路线.
- 这些发现为工程先进的光电子设备开辟了道路,这些设备在超过9 THz的频率上工作.


