上海光機所在單層石墨烯超快冷卻動力學研究方面取得進展

近日，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室研究團隊在CVD制備的單層石墨烯數皮秒內的超快光電導率冷卻動力學方面取得新進展。這一過程主要源于電子-聲子相互作用以及聲子-聲子相互作用過程的輔助作用，此發(fā)現與高質量石墨烯類似。相關研究成果發(fā)表于《物理化學學報C》（the Journal of Physical Chemistry C）。 W[\6h Zv  
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近年來，單層石墨烯由于其狄拉克錐中的高遷移率電子（狄拉克費米子），在太赫茲探測技術中的應用備受關注。對于未摻雜的石墨烯，超快太赫茲電導率弛豫主要由電子-聲學聲子超碰撞耦合驅動。然而，關于具有負光誘導太赫茲電導率的CVD生長的石墨烯，目前研究人員對其在小于10ps時間尺度下的太赫茲電導率弛豫過程的主要方面尚未達成共識。 RSp wU;o6z  
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為此，研究人員通過時間分辨太赫茲光譜系統(tǒng)研究了單層石墨烯冷卻過程中電子-聲學聲子耦合和光學聲子-聲學聲子耦合之間的競爭過程。通過對太赫茲范圍內光生載流子電導率冷卻過程的分析，驗證了超快無序輔助光學聲子-聲學聲子相互作用在超快太赫茲電導率弛豫中起著關鍵作用。此外，還發(fā)現超快冷卻過程在不同泵浦波長和外部溫度下具有可以通過對襯底摻雜調制的魯棒性。這項工作進一步提高石墨烯基光轉換器件的熱電子提取效率，為CVD制備的石墨烯的冷卻通道的設計提供了重要的研究基礎。 |vI`u[P  
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原文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c07783