Niedawno Państwowe Kluczowe Laboratorium Fizyki Laserów Intensywnego Pola w Szanghajskim Instytucie Optyki i Maszyn Precyzyjnych (SIPM) Chińskiej Akademii Nauk (CAS) poczyniło postępy w badaniach nad ultraszybką fotokontrolą grafenu w celu generowania prądu szczątkowego. Wyniki powiązanych badań zostały opublikowane w czasopiśmie Optics pod tytułem „Prąd resztkowy pod połączonym wpływem fazy obwiedni nośnej i ćwierkania: przesunięcie fazowe i wzmocnienie szczytowe”. Wyniki opublikowano w Optics Express.
Prądy sterowane polem optycznym z potencjałem szybkiego przetwarzania sygnałów stanowią ważny obszar rozwoju elektroniki fal świetlnych. Do powiązanych badań wykorzystano wiele materiałów, wśród których grafen wyróżnia się słabym efektem ekranowania, wysokim progiem uszkodzeń i dużą mobilnością nośnika. Dogłębne zrozumienie i precyzyjna manipulacja transportem nośników w grafenie stanowi ważny fundament dla rozwoju ultraszybkich urządzeń optoelektronicznych na poziomie uderzeń-herców. Zmieniając jednocześnie fazę obwiedni nośnej (CEP, φ) i liniową częstotliwość chirpowania ( ) liniowo spolaryzowanego pola światła drogowego, badacze odkryli, że zmiana prądu resztkowego powoduje przesunięcie fazowe i wzmocnienie szczytowe (rys. 1) oraz że przesunięcie fazowe można postrzegać jako wynik przeciwstawienia się różnym stopniom ćwierkania.
Postępy w manipulacji generacją fotoprądu poprzez naświetlanie grafenu kilkucyklowym laserem femtosekundowym w SIPO
Rys. 1 Gęstości prądu resztkowego pod wpływem połączonego efektu CEP i chirp, A, B i C odpowiadają maksymalnym gęstościom prądu resztkowego przy różnych szybkościach chirp
Porównując prądy resztkowe zintegrowane przez pęd kx wzdłuż kierunku polaryzacji lasera w trzech przypadkach A, B i C, stwierdza się, że wzmocnienie występuje głównie w pobliżu dwóch dodatnich głównych pików (ryc. 2c) oraz dwóch Do analizy wybierane są punkty P1 i P2 (rys. 2b). Na podstawie względnych sił sprzęgania pasm oraz ewolucji wytwarzania elektronów w paśmie przewodnictwa w czasie (rys. 3) stwierdzono, że wraz ze wzrostem współczynnika chirp ruch elektronów przesuwa się od interferencji Landaua-Zenera-Stückelberga dominacji interferencji wielofotonowej, czyli oddziaływanie światła z grafenem stopniowo zmienia się z nieperturbacyjnego w perturbacyjny. przekształcił się w typ perturbacyjny. Zatem wyniki współinterakcji mogą pomóc w znalezieniu odpowiednich parametrów do badania kontroli przejść stanów i dynamiki elektronowej. Badania te przyczyniają się do rozwoju przetwarzania sygnałów o częstotliwościach optycznych i zastosowań zintegrowanych urządzeń optoelektronicznych.
Postęp w manipulacji generacją fotoprądu z grafenu naświetlanego kilkucyklowym laserem femtosekundowym w SIPM
Rys. 2 (a) i (b) Wytwarzanie pasma przewodzącego dla przypadków B i C, (c) Prąd różnicowy całkowany przez pęd kx wzdłuż kierunku polaryzacji lasera.
Postęp w manipulowaniu generacją fotoprądu w grafenie napromienianym laserem femtosekundowym z mniejszą liczbą cykli w SIPM.
Rys. 3 (ac) Ewolucja względnej siły sprzężenia pasma (t) i wytwarzania elektronów ρ(t) w paśmie przewodnictwa w punkcie P1 w funkcji czasu w przypadkach A, B i C, (d) Schemat interferencji wielofotonowej
