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石墨烯超快动态光学性质

金芹 董海明 韩奎 王雪峰

石墨烯超快动态光学性质

金芹, 董海明, 韩奎, 王雪峰
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  • 通过建立石墨烯的光学布洛赫方程, 研究了弱光场下的单层石墨烯超快动态光学性质. 理论研究表明在太赫兹辐射光场下由于泡利不相容和能量守恒原理使得石墨烯系统建立动态非平衡载流子并达到饱和的时间是20200 fs, 能够在1 ps之内迅速产生光电流. 研究发现2evF E0 tħ是石墨烯线性光学响应区; 否则是石墨烯系统非线性光学响应区, E0 和 分别对应入射光的强度和频率, t为时间, vF是石墨烯狄拉克点附近电子的费米速度. 研究发现光子能量ħ越大, 电极化强度以及光电流越强. 我们的理论研究结果与已有的众多实验结果一致, 表明石墨烯在超快动态光学领域尤其是太赫兹领域拥有重要的研究和应用价值.
      通信作者: 董海明, hmdong@cumt.edu.cn
    • 基金项目: 中央高校基本科研业务费专项基金(批准号: 2013QNA29)和国家自然科学基金(批准号: 11247002)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-06-30
  • 修回日期:  2015-08-15
  • 刊出日期:  2015-12-05

石墨烯超快动态光学性质

  • 1. 中国矿业大学理学院物理系, 徐州 221116;
  • 2. 苏州大学物理科学与技术学院, 苏州 215006
  • 通信作者: 董海明, hmdong@cumt.edu.cn
    基金项目: 

    中央高校基本科研业务费专项基金(批准号: 2013QNA29)和国家自然科学基金(批准号: 11247002)资助的课题.

摘要: 通过建立石墨烯的光学布洛赫方程, 研究了弱光场下的单层石墨烯超快动态光学性质. 理论研究表明在太赫兹辐射光场下由于泡利不相容和能量守恒原理使得石墨烯系统建立动态非平衡载流子并达到饱和的时间是20200 fs, 能够在1 ps之内迅速产生光电流. 研究发现2evF E0 tħ是石墨烯线性光学响应区; 否则是石墨烯系统非线性光学响应区, E0 和 分别对应入射光的强度和频率, t为时间, vF是石墨烯狄拉克点附近电子的费米速度. 研究发现光子能量ħ越大, 电极化强度以及光电流越强. 我们的理论研究结果与已有的众多实验结果一致, 表明石墨烯在超快动态光学领域尤其是太赫兹领域拥有重要的研究和应用价值.

English Abstract

参考文献 (32)

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