石墨烯的光吸收不是它所认为的那样

迄今为止,单层石墨烯的吸收率一直为2.3%,对于两侧有空气的独立石墨烯层,已经计算和测量了这一值。现在研究人员发现,如果石墨烯位于半导体材料之上,该值可能与其标称值有很大不同。这一发现将影响石墨烯光学的所有研究和应用。

石墨烯在改善光子和光电器件(如激光器、太阳能电池、LED和光电探测器)方面具有巨大的潜力,这些器件是包括电信在内的光电行业的基石。与传统材料相比,石墨烯的优势包括其透明度、柔韧性、机械强度以及高导热性和导电性。在构建光电器件时,石墨烯与硅、III-V族半导体或其他工业材料集成在一起。这种多层器件的光学性能取决于石墨烯的光学性质,例如其透明度、反射率或光学吸收。然而,迄今为止,单层石墨烯的吸收率一直为2.3%,对于两侧有空气的独立石墨烯层,已经计算和测量了这一值。现在研究人员发现,如果石墨烯位于半导体材料之上,该值可能与其标称值有很大不同。这一发现将影响石墨烯光学的所有研究和应用。

石墨烯的光吸收不是它所认为的那样

来自Graphenea的研究人员与马德里理工大学的Instituto de Energia Solar和瑞士弗里堡大学的Adolphe Merkle研究所的合作伙伴共同努力,本月早些时候在ACS Photonics上发表了研究结果。石墨烯的CVD石墨烯被转移到III-V族半导体结构上,在这种情况下,广泛使用的AlInP是在透明基板上制造的。为了检查石墨烯的光学吸收,制作了具有一层,两层和三层石墨烯的样品,以及根本没有任何石墨烯的样品。仔细测量了光学反射率和透射率,由于样品之间的预期差异非常小,因此将结果与数值模拟进行了比较。

与独立石墨烯片的早期结果一致,发现吸收随着石墨烯层数的增加而增加。但是,如果石墨烯下方有基板,则吸收的光的确切百分比与独立式外壳不匹配。此外,光谱的可见光和近红外部分的吸收也不同,并且引人注目的是,石墨烯的吸收随底层AlInP层的厚度而变化。这些发现对于包括石墨烯在内的光电和光子学器件的设计和实现至关重要。

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