研究人員發(fā)現(xiàn)石墨烯在光照射下產(chǎn)生電流

    美國(guó)麻省理工學(xué)院及哈佛大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，石墨烯可以對(duì)光產(chǎn)生不同尋常的反應(yīng)，在室溫和普通光照射下，就可以發(fā)生熱載流子效應(yīng)，產(chǎn)生電流。這一發(fā)現(xiàn)不僅為石墨烯再添新奇屬性，更有希望使其在太陽(yáng)能電池、夜視系統(tǒng)、天文望遠(yuǎn)鏡及半導(dǎo)體傳感器等應(yīng)用領(lǐng)域發(fā)揮作用。該研究發(fā)表在近期出版的《科學(xué)》雜志上。 (h`||48d  
    研究人員在實(shí)驗(yàn)室制造了復(fù)雜的石墨烯納米P-N結(jié)，利用850納米的激光照射石墨烯P-N結(jié)介面，并測(cè)量激光照射點(diǎn)產(chǎn)生的光電流。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著激光強(qiáng)度的增加，特別是在低溫的條件下，可取得最大為5 毫安/瓦（mA/W）的光電流，這一數(shù)值比以前的石墨光電器件高6倍。 trgj]|?M  
    熱載流子效應(yīng)并不新奇，但通常情況下，需要在接近絕對(duì)零度或在極強(qiáng)的激光照射下才會(huì)發(fā)生，但石墨烯卻表現(xiàn)出在室溫和普通光下就可以產(chǎn)生熱載流子效應(yīng)的性能，這讓人們對(duì)石墨烯未來(lái)的應(yīng)用產(chǎn)生了巨大的想像空間。 ze,HNFg@>  
    此前曾發(fā)現(xiàn)過(guò)石墨烯在光照下產(chǎn)生電流的現(xiàn)象，但研究人員錯(cuò)誤地認(rèn)為是光伏效應(yīng)。而麻省理工學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)光照在石墨烯上時(shí)，可以產(chǎn)生兩個(gè)具有不同電氣特性的區(qū)域，進(jìn)而出現(xiàn)溫差，產(chǎn)生電流。石墨烯在激光照射加熱不一致時(shí)，攜帶電流的電子被加熱，而晶格中的碳原子核保持低溫。正是由于石墨烯內(nèi)部的溫差，產(chǎn)生了電流。這種不同尋常的機(jī)制就稱(chēng)為熱載流子效應(yīng)。（所謂熱載流子就是具有高能量的載流子，即其動(dòng)能高于平均熱運(yùn)動(dòng)能量。當(dāng)載流子從外界獲得了很大能量時(shí)，便可成為熱載流子。由于熱載流子所造成的一些影響，就稱(chēng)為熱載流子效應(yīng)。） % YU(,83(+  
    研究人員認(rèn)為，石墨烯之所以會(huì)產(chǎn)生上述現(xiàn)象，是由于大多數(shù)材料的過(guò)熱電子可將能量傳遞到周?chē)�晶格，而石墨烯則需要很高的能量才能振動(dòng)其晶格的碳原子核，因此只有很少的電子能將熱能轉(zhuǎn)移到晶格。 u-j