近日，中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院強磁場科學中心盛志高課題組與上海大學博士金鉆明博士、合肥研究院固體物理研究所研究員蘇付海合作，首次實現(xiàn)了基于石墨烯的太赫茲應力調(diào)制器。

太赫茲（Terahertz，THz）一般是指頻率介于1011-1013頻段的亞毫米電磁波。由于優(yōu)越的波譜性能，太赫茲相關技術在通訊、安檢、傳感、國家安全等領域有著廣泛的應用前景，被稱為“改變未來世界的十大技術之一”。作為太赫茲應用核心部件的太赫茲調(diào)制器，是目前該領域研究的重要對象。為了實現(xiàn)高效、低損耗的調(diào)制效果，在傳統(tǒng)電學、光學方法之外，獲得新的太赫茲調(diào)制路徑是目前亟需解決的科學問題。

在該研究中，盛志高課題組博士研究生成龍構(gòu)建了基于二維電子材料石墨烯的應力調(diào)制器件，通過采用自主搭建的太赫茲時域譜系統(tǒng)（THz-TDS），系統(tǒng)研究了該器件的應力調(diào)制特性。研究表明，基于石墨烯的器件具有優(yōu)異的調(diào)制效果。調(diào)制深度大，在1THz處的調(diào)制深度高達26%，且還有進一步提升空間；可雙向調(diào)制，張/壓應力下的太赫茲波調(diào)制分別為正/負；重復性和穩(wěn)定性好，這得益于所選擇的材料——石墨烯具有優(yōu)異的機械和電學性能；低插入損耗，基于應力的太赫茲調(diào)制技術主要基于本征載流子遷移率分布的調(diào)控，并沒有非平衡載流子產(chǎn)生，故而具有遠低于電學和光學調(diào)制的插入損耗。該調(diào)控機制可用于制備高速太赫茲調(diào)制器，在未來的太赫茲應用中具有良好的發(fā)展前景。

相關研究成果發(fā)表在《先進光學材料》上。該研究得到了國家自然科學基金、國家重點研發(fā)專項、中科院前沿科學重點研究項目等的資助。

太赫茲應力調(diào)制器示意圖