成果介绍
半导体光导开关是一种实用的太赫兹(THz)辐射发射器，在THz成像和时域光谱中具有广泛的应用。然而，实现高效超快开关的一个基本挑战是大多数普通半导体中相对较长的载流子寿命。为了获得皮秒超快脉冲，特别是当与波导/传输线耦合时，半导体通常设计为高缺陷密度，以减少载流子寿命，这反过来降低了光导开关的整体功率输出。
有鉴于此，近日，美国密歇根大学安娜堡分校Zhaohui Zhong和Theodore B. Norris（共同通讯作者）等通过在硅上使用石墨烯设计热载流子快速通道，提出了一种新的混合光导开关设计。当光激发的载流子在硅层中产生时，与传统开关类似，热载流子被转移到石墨烯层，以便在接触处高效收集。结果，石墨烯-硅混合光导开关发射THz场，与无石墨烯的对应物相比，振幅增强高达80倍。这些结果既加深了对这种混合系统中超快热载流子传输的理解，又为基于2D-3D混合异质结的THz器件奠定了基础。
图文导读
图1. 具有石墨烯作为热载流子通道的THz发射器的示意图。
图2. 测量的场增强和数据分析。
图3. 电场产生机理分析的实验数据。
图4. 器件性能的栅极相关性。
文献信息
Strongly enhanced THz generation enabled by a graphene hot-carrier fast lane
(Nat. Commun., 2022, DOI:10.1038/s41467-022-34170-3)
文献链接：https://www.nature.com/articles/s41467-022-34170-3
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