光电器件

研究团队通过多层设计增加相互作用长度，通过电控门极控制载流子密度，并使用金属超表面基底调制THz场的空间分布。并且，特别研究了使用台式高场THz源的三次谐波生成，测量到的三次谐波生成增强因子超过30，并提出了能够实现两个数量级增加的架构。这些发现证明了基于石墨烯结构在推进太赫兹频率转换技术用于信号处理和无线通信方面的潜力。

我们报告了一种基于二维二硫化钼（MoS₂）晶体管和石墨烯/MoS₂光电探测器背板的柔性主动矩阵X光探测器。背板覆盖3 cm × 3 cm的大面积，共包含3600个像素，在闪烁体发射波长（544 nm）附近表现出17.31 cm² V⁻¹ s⁻¹的高电子迁移率和9.37 A W⁻¹的光响应率。我们采用基于生成对抗网络（GAN）的后处理技术抑制设备固有噪声，并证明该方法在低于医疗诊断和工业检测通常所需X光曝光量的情况下，仍可提供高质量图像。

据麦姆斯咨询报道，美国中佛罗里达大学（University of Central Florida）的研究团队提出了一种利用离子凝胶门控单层石墨烯的室温长波红外探测器，该探测器具有高探测率、快速响应时间以及动态可调的光谱响应。通过将石墨烯图像化成腔耦合的六边形孔阵列，研究人员利用激发狄拉克局域等离子体实现了约70%的增强吸收，该等离子体在长波红外光谱范围内进一步可静电调谐。

近日，东南大学倪振华、王俊嘉教授和中国电子科技集团第五十五研究所带领研究团队利用金辅助转移方法实现了基于热光学和电吸收效应的石墨烯-硅集成调制器。与其他石墨烯转移方法相比，金辅助方法采用金膜而不是 PMMA 作为支撑层，提供了简化的制造和低接触电阻，得益于此，由金辅助转移实现的石墨烯-硅集成平台支持高性能光调制，展示了更高的效率和更快的调制速度。

在这里，我们采用了超表面辅助石墨烯光电探测器，能够同时检测和区分宽带光（1-8μm）的各种偏振态和波长，波长预测精度为0.5μm。

概念验证实验结果显示，在一个16平方微米的MATBG器件中，单个红外光子的吸收能够完全破坏超导态。这一发现不仅揭示了MATBG与光子的相互作用机制，还为使用莫尔超导体开发革命性的量子设备和传感器提供了新的路径。

通过将MoS₂和黑磷（BP）等二维材料与石墨烯结合，本文开发的光伏探测器不仅实现了高效的MWIR光探测功能，还集成了超快闪存和计算能力。这种集成创新打破了传统MWIR探测器对冷却需求的限制，提供了高响应性和低功耗的解决方案，对便携式和低成本的红外成像系统具有重要意义。

有鉴于此，近日，西湖大学李兰研究员团队通过将石墨烯-Al2O3-In2Se3异质结与微环谐振器(MRRs)集成，开发了非易失性电-光响应。在这种紧凑的器件中，石墨烯的光学吸收系数被α-In2Se3中的面外铁电极化大大调节，从而在MRRs中实现非易失性光传输。这项工作表明，将石墨烯与铁电材料相结合，为开发用于光学神经网络等新兴应用的光子电路中的非易失性器件铺平了道路。

首先，作者全面分析了几种代表性的2D材料，包括石墨烯、黑磷和过渡金属二硫化物（TMDCs）。这些材料不仅具有丰富的能带结构和光学性质，还能够在广泛的波长范围内实现高效的光电响应，甚至涵盖中红外和太赫兹波段。其次，作者深入研究了2D材料与硅光子器件的集成方法和大规模制备策略。由于2D材料的原子级厚度和良好的柔韧性，它们能够与成熟的CMOS加工技术完美结合，可以在硅光子结构上实现大规模集成，从而显著提升光电探测器的性能和可靠性。最后，作者重点探讨了这些新材料在现代通信技术中的多样化应用，包括室温成像、视觉传感器、光谱仪和测距系统等。这些应用展示了2D材料在不同领域的广泛应用潜力，进一步证明了其在光电子集成领域的重要性和可行性。