表面等離激元納米天線新型graphene光電探測器

原子尺度的碳單層(graphene)結構具有獨特的光電轉換性質。通過納米加工制備的光學天線與碳單層構成的複合結構，可以有效地提高光電轉換效率。近日，凝聚态所朱星教授團隊的方哲宇百人計劃研究員和美國Rice大學P. Nordlander, N. Halas教授合作，加工制備了兩層碳單層之間的納米尺度光學天線，這種三明治結構的光電探測器可以有效地用于可見光及近紅外區域碳單層光電器件探測，光電流增強效應達800%。探測得到的光電流主要來自于兩部分的貢獻：一是由表面等離激元在衰減過程中産生的熱電子“hot electron”，以及由增強局域電場作用下碳單層自身激發的光電子，這種新型光電探測器在可見光和近紅外區域獲得了将近20%的内部量子效應。這項研究開創了基于表面等離激元光捕獲效應和碳單層光電器件相結合新的研究領域。相關結果發表在《納米快報》上(Nano Letters 2012, 12, 3808-3813)。

該研究在線發表一周内就被Nature Physics的“News and Views”重點引用，并被推薦為未來研究熱點。也被美國Chemical & Engineering News作為突破性研究進行了新聞報導:http://cen.acs.org/articles/90/web/2012/06/Graphene-Sandwich-Detects-Light.html

該研究近期又被即将在CRC press 出版的"Nanomedical Device and Systems Design - Challenges, Possibilities, Visions" 收錄并作為研究介紹http://www.crcpress.com/product/isbn/9780849374982。為此，方哲宇博士在今年八月份美國國際光學工程協會年會（SPIE）上應邀做大會特邀報告。

此工作得到beat365凝聚态所以及介觀物理國家重點實驗室的支持。