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英国使用石墨烯等离子体研发出可调谐太赫兹激光器

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[据世界科技研究新闻资讯网2016年1月15日报道]  英国曼彻斯特大学的一个研究小组使用石墨烯等离子体的独特特性开发了一款可调谐太赫兹激光器。该成果发表在《科学》杂志上,该论文描述了研究小组的实验方法、所制作的四个原型、激光器的效果,以及他们将新技术应用到可用设备中的计划。马可·波利和意大利理工学院在同一期对该研究团队的工作提出了一些意见,并就该技术可能发挥重要作用的领域提供了一些评论。

在太赫兹范围内工作的激光器可用于多种应用,因为其光束能够穿过衣物或覆盖物。这种激光器已制造出来,但迄今为止,只有一个固定波长,这限制了其在现实环境中的实用性。英国研究小组的这项新研究找到了一种方法,可调太赫兹激光器的波长,或许会改变太赫兹激光器的现状。

为了研制新的激光,该研究小组使用石墨烯替代激光器中的金属,因为石墨烯的波长可以在电场中被改变。他们开始通过一系列砷化铝镓量子点和不同厚度的砷化镓井放置在基板上,随后用黄金制成的波导将其覆盖。再将一层石墨烯放置在黄金层的顶部,研究人员减少了裂缝迫使电子穿过井之间的隧道。最后用聚合物电解质覆盖该三明治结构,并用悬臂梁的方式调谐激光器。

该实验制备出一个能产生太赫兹光束的器件,但不可能用于日常应用中。研究组又制备了四个原型,并在各种情况下对这些原型进行了测试。该团队相信这些器件,他们称其为“概念证明”,可以修改以实现电压控制,从而适用于每个狭缝,这将使器件具有更大的调控性。此外,波利还指出一个问题,即聚合物会防止悬臂梁背面的尖端与石墨烯片足够接近,阻碍精确控制的实现。(工业和信息化部电子科学技术情报研究所 张慧)