復旦大學制備首個石墨烯三階非線性效應電光器件

　　復旦大學吳施偉課題組實現了石墨烯中三階非線性效應的電學調控并揭示了其機理。近日，該成果以長文形式在線發表于《自然—光子學》雜志。

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　　石墨烯具有強烈的三階非線性效應。這使其在微納光子學、激光產業、生物成像等領域具有巨大的應用潛力。然而，過去的實驗報道無法對石墨烯三階非線性系數形成統一的觀點，不同實驗結果甚至有著高達6個數量級的差異。

　　研究人員采用離子凝膠技術制備石墨烯場效應晶體管器件，并通過大范圍調控石墨烯中的載流子密度和化學勢逐一控制相關量子共振躍遷通道的研究方法。研究發現，石墨烯中的化學勢會強烈地影響其三階非線性光學響應，而且不同的三階非線性效應對化學勢的依賴關系完全不同。

　　該研究揭示了躍遷通道間的干涉效應在石墨烯非線性光學效應中的主導作用，澄清了之前國際上不同課題組在三階非線性光學系數上存在分歧的來源，并且指出了通過化學勢大范圍調控石墨烯非線性光學效應的途徑。同時，研究人員還制備出國際上首個基于石墨烯三階非線性光學效應的電光器件，電學的調控比可達幾個數量級。