表面等离激元纳米天线新型graphene光电探测器

原子尺度的碳单层(graphene)结构具有独特的光电转换性质。通过纳米加工制备的光学天线与碳单层构成的复合结构，可以有效地提高光电转换效率。近日，凝聚态所朱星教授团队的方哲宇百人计划研究员和美国Rice大学P. Nordlander, N. Halas教授合作，加工制备了两层碳单层之间的纳米尺度光学天线，这种三明治结构的光电探测器可以有效地用于可见光及近红外区域碳单层光电器件探测，光电流增强效应达800%。探测得到的光电流主要来自于两部分的贡献：一是由表面等离激元在衰减过程中产生的热电子“hot electron”，以及由增强局域电场作用下碳单层自身激发的光电子，这种新型光电探测器在可见光和近红外区域获得了将近20%的内部量子效应。这项研究开创了基于表面等离激元光捕获效应和碳单层光电器件相结合新的研究领域。相关结果发表在《纳米快报》上(Nano Letters 2012, 12, 3808-3813)。

该研究在线发表一周内就被Nature Physics的“News and Views”重点引用，并被推荐为未来研究热点。也被美国Chemical & Engineering News作为突破性研究进行了新闻报导:http://cen.acs.org/articles/90/web/2012/06/Graphene-Sandwich-Detects-Light.html

该研究近期又被即将在CRC press 出版的"Nanomedical Device and Systems Design - Challenges, Possibilities, Visions" 收录并作为研究介绍http://www.crcpress.com/product/isbn/9780849374982。为此，方哲宇博士在今年八月份美国国际光学工程协会年会（SPIE）上应邀做大会特邀报告。

此工作得到物理学院凝聚态所以及介观物理国家重点实验室的支持。