德國科學家開發新型石墨烯光學探測器

　　德國亥姆霍茲德累斯頓羅森多夫(HZDR)研究中心的科學家通過在 SiC 上一個微小的片狀石墨烯加上天線，開發出一種新的光學探測器。據稱，這種新型探測器可以迅速的反射所有不同波長的入射光，並可在室溫下工作。這是單個檢測器首次實現監測光譜範圍從可見光到紅外輻射，並一直到太赫茲輻射。

　　HZDR 中心的科學家們已經開始使用新的石墨烯探測器用於激光係統的精確同步。據HZDR 物理與材料科學研究所的物理學家 Stephan Winnerl 稱，相對於其他半導體，如矽或砷化镓，石墨烯可以承載具有超大範圍光子能量的光，並將其轉換成電信號，隻需要一個寬帶天線和恰當的襯底來。

　　石墨烯片和天線組件吸收光線，將光子的能量轉移至石墨烯的電子中。這些“熱電子”能夠增加探測器的電阻，產生快速電信號，在短短 40 皮秒內便可完成入射光注入。

　　襯底的選擇是提高捕光器的關鍵。過去使用的半導體襯底吸收了一些波長的光，但碳化矽可在光譜範圍不主動吸收光。此外，天線的作用就像一個漏鬥，捕捉長波紅外和太赫茲輻射。目前，科學家們已經能夠將光譜範圍增加為此前型號探測器的90倍，所能探測到的最短波長比最長的小 1000倍。而在可見光中，紅光波長最長，紫光波長最短，紅光波長僅是紫光的兩倍。

　　該光學探測器已被 HZDR 中心采用，用於易北河中心的兩個自由電子激光器的精確同步。這種精確同步對“泵浦探針”實驗尤為重要，研究員使用其中一個激光器激發材料，再使用另一個具有不同波長的激光器進行測定。在這種實驗中，激光脈衝必須精確同步。因此，科學家們使用石墨烯探測器如同使用秒表。精確同步的探測器可以顯示出激光脈衝何時達到目標，大帶寬有助於防止探測器變為潛在錯誤來源。該種探測器的另一個優點是，所有的測量可以在室溫下進行，避免了其他探測器所需的昂貴和費時的氮氣或氦氣冷卻過程。

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