石墨烯光电子器件的应用研究进展_李绍娟

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1、第29卷第5期新型炭材料Vol．29No．52014年10月NEWCAＲBONMATEＲIALSOct．2014文章编号:1007-8827(2014)05-0329-28石墨烯光电子器件的应用研究进展李绍娟，甘胜，沐浩然，徐庆阳，乔虹，李鹏飞，薛运周，鲍桥梁(苏州大学功能纳米与软物质研究院，苏州纳米科技协同创新中心，江苏省碳基功能材料与器件高技术研究重点实验室，江苏苏州215123)摘要:自2004年被发现以来，石墨烯因其卓越的光学和电学性能及其与硅基半导体工艺的兼容性，备受学术界和工业界的广泛关注。作为一种独特的二维原子晶体薄膜材料，石

2、墨烯有着优异的机械性能、超高的热导率和载流子迁移率、超宽带的光学响应谱及极强的非线性光学特性，使其在新型光学和光电器件领域具有得天独厚的优势。一系列基于石墨烯的新型光电器件先后被研制出，已显示出优异的性能和良好的应用前景。此外，近期石墨烯表面等离子体激元的发现及太赫兹器件的研究进一步促进了石墨烯基光电器件的蓬勃发展。综述重点总结近年来石墨烯在超快脉冲激光器、光调制器、光探测器以及表面等离子体领域的应用研究进展，并进一步分析目前所面临的主要问题、挑战及其发展趋势。关键词:石墨烯;脉冲激光器;光调制器;光探测器;表面等离子体;太赫兹中图分类号:

3、TM910文献标识码:A收稿日期:2014-09-12;修回日期:2014-10-10基金项目:国家高技术研究发展计划(2013AA031903);国家自然科学优秀青年科学基金(51222208);十二五重大项目(51290273);江苏省自然科学基金(BK20130328)．通讯作者:鲍桥梁，教授．E-mail:qlbao@suda．edu．cnＲesearchprogressingrapheneuseinphotonicandoptoelectronicdevicesLIShao-juan，GANSheng，MUHao-ran，XUQi

4、ng-yang，QIAOHong，LIPeng-fei，XUEYun-zhou，BAOQiao-liang(FUNSOM＆CollaborativeInnovationCenterofSuzhouNanoScienceandTechnology，SoochowUniversity，Suzhou215123，China)Abstract:Graphenehasverysignificantopticalandelectronicproperties，whichattractenormousattention．Asauniquetwo-di-m

5、ensionalcrystalwithoneatomthickness，ithashighelectronandthermalconductivitiesinadditionto?exibility，robustnessandimpermeabilitytogases．Itsultra-broadbandopticalresponseandexcellentnon-linearopticalpropertiesmakeitawonderfulmaterialfordevelopingnextgenerationphotonicandopto

6、electronicdevices．Thefabricationofgraphene-baseddevicesiscompatiblewiththeexistingsemiconductorprocess，whichhasstimulatedlotsofgraphene-basedhybridsilicon-CMOS(Complementarymetal-oxide-semiconductortransistor)applications．Herewereviewthelatestprogressingraphene-basedphoton

7、icandoptoelectronicdevices，rangingfrompulsedlasers，modulatorsandphotodetectorstoopticalsensors．Otherexcitingtopicssuchasgraphenesurfaceplas-monsandtheirterahertzapplicationsarealsodiscussed．Keywords:Graphene;Ultrafastlasers;Modulators;Photodetectors;Surfaceplasmon;Terahert

8、zFoundationitem:NationalHigh-techＲ＆DProgramofChina863Program(2013AA031903);NationalScienc