美國哥倫(lun) 比亞(ya) 大學一項新研究證明石墨烯具有卓越的非線性光學性能，並據此開發出一種石墨烯-矽光電混合芯片。這種矽與(yu) 石墨烯的結合，讓人們(men) 離超低功耗光通信近了一步，讓該技術在光互連以及低功率光子集成電路領域具有廣泛的應用價(jia) 值。相關(guan) 論文發表在《自然•光學》雜誌網站上。

　　該研究團隊由哥倫(lun) 比亞(ya) 大學的工程師和新加坡微電子研究所的研究人員組成。他們(men) 通過放置一個(ge) 碳原子厚度的石墨烯薄片，成功將不發生光電或電光轉換的無源器件，轉化成為(wei) 一個(ge) 可發射微波光子信號、對波長進行轉換的有源器件。

　　器件所具備的非線性光學性能能改變係統參數（如透射比和波長轉換）和輸入功率水平。團隊還發現，在這種由光驅動的混合芯片上存在電子和熱響應，能發射出無線電信號，並可通過激光進行調製。在使用不同光學頻率對無線電信號進行調製後，石墨烯-矽混合芯片能夠產(chan) 生完美的無線電諧振，且其所需功率比其他科學家用純矽電路實現的低50倍。

　　研究人員稱，他們(men) 通過將兩(liang) 種電磁場的混合產(chan) 生了一個(ge) 新的光頻，使用其傳(chuan) 輸信號時所需能源遠低於(yu) 純矽電路，並在實驗中發現了四波混頻現象。這使這種混合結構可成為(wei) 處理大量光學信號的平台。而直到不久前，使用石墨烯的類似應用還隻停留在微米尺度的芯片上，極大限製了這種材料性能的發揮。    

         領導該研究的哥倫(lun) 比亞(ya) 大學機械工程學教授黃誌偉(wei) （音）表示，石墨烯扮演了重要的角色，極大地提高了原有組件的非線性光學性能，使其具備了數字開關(guan) 切換功能和存儲(chu) 能力。參與(yu) 研究的顧婷怡（音）稱：“我們(men) 已經能夠對石墨烯的非線性性能做出證明和解釋，這種石墨烯-矽混合芯片在實驗中表現出了卓越的性能，未來或將成為(wei) 構建速度更快、效率更高的現代電信組件的基礎。”

　　哥倫(lun) 比亞(ya) 大學副教授詹姆斯•霍恩表示，目前石墨烯大麵積、大批量的合成和生產(chan) 已經成為(wei) 了現實，為(wei) 此類新型芯片的生產(chan) 提供了基礎。而物理和應用物理學教授飛利浦•金認為(wei) ，此次的出色工作表明，當石墨烯與(yu) 矽結合後是一種獨特的光電材料，其具備的超快非線性光學調製性能，將為(wei) 超快芯片、高速光通信等許多新穎的應用打開大門。