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《螺旋激光脉冲可以改变石墨烯性质》

  • 来源专题：纳米科技
  • 编译者： chenfang
  • 发布时间：2015-06-16

  • 能源部SLAC国家加速器实验室和斯坦福大学材料与能源科学研究所的科学家研究了螺旋脉冲激光对石墨烯的影响。研究表明，螺旋脉冲激光可以从理论上改变石墨烯的电子性质，使其从绝缘状态到金属状态来回转换，类似于计算机中的二进制，可用于信息编码。

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  • 《物理所等利用强激光大幅提升太赫兹脉冲能量》
    • 来源专题：中国科学院亮点监测
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2019-03-29
    • 太赫兹(THz)辐射位于中红外和微波辐射之间，由于其单光子能量低和谱“指纹性”等独特优势，在材料科学、生物医疗和国防安全等领域具有重要应用价值。然而大能量太赫兹辐射源的缺乏是限制太赫兹科学和应用发展的关键瓶颈问题之一。有多种电子学和光学的方法可以获得太赫兹辐射，但到目前为止，公开报道的太赫兹脉冲能量均小于毫焦。 　　中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心光物理重点实验室L05组研究员李玉同和上海交通大学张杰、廖国前等人组成的研究团队，对强激光-固体靶相互作用产生太赫兹辐射的新途径进行了探索。在前期利用激光加速的高能电子激发太赫兹渡越辐射工作的基础上[Phys. Rev. Lett. 116, 205003 (2016)]，最近在与英国卢瑟福实验室教授David Neely等人进行的联合实验中，大幅提升了太赫兹脉冲能量。 　　实验是在卢瑟福实验室的Vulcan激光装置进行的，实验方案由中方提出。利用皮秒超强激光装置，他们首先在固体薄膜靶中加速大量高能电子，之后，当电子从靶背面逃逸到真空时，通过渡越辐射，激发了高强度太赫兹辐射。实验表明，太赫兹脉冲能量高达50 mJ，这是迄今为止在实验室中获得的最高太赫兹能量。 　　太赫兹已经在许多研究和技术领域获得应用，例如，用于机场安检的全身扫描仪。这种由高功率激光器驱动的强太赫兹光源为人们研究物质的非线性动力学等问题提供了机遇。 　　相关研究结果近期发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。该研究工作得到国家自然科学基金委、中国科学院、科技部和牛顿基金的支持。
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  • 《硅基连续波QDash激光器》
    • 来源专题：集成电路
    • 编译者：Lightfeng
    • 发布时间：2020-12-06
    • 中国香港科技大学（HKUST）宣称制造了首个硅基连续波（CW）C波段（?1580nm波长）QDash激光二极管，其阈值电流密度低至1.55kA / cm2。该团队还建议QDash格式可用于半导体光放大器、调制器和光电探测器。除了高速大容量数据传输外，此类器件还可以用于光检测和测距（LiDAR）组件。 将硅基板在氢气中进行800℃的退火。第一缓冲层是1μm的砷化镓（GaAs），作为平面硅和InP晶格之间的中间层。通过在330°C至780°C之间进行五阶段热退火循环，可降低此缓冲区中的缺陷密度，并将x射线衍射（XRD）摇摆曲线半最大宽度（FWHM）从580弧秒减小到380弧秒。在10μmx10μm场的原子力显微镜分析中，平面Si（GoPS）上GaAs的均方根（RMS）表面粗糙度为1.1nm。 3.1μmInP缓冲液也分三步生长：445°C、555°C和630°C。在最高温度下生长InP，超晶格之间的InP间隔层厚度为250nm。2.8nm RMS的表面粗糙度略大于GaAs表面。表面的透射电子显微镜（TEM）分析给出了3.6x108 / cm2的缺陷密度的估计值，标准偏差为0.4x108 / cm2。 在此材料上生长了各种QDash结构。QDashs本身是从应变InGaAs上的InAs层组装而成的。使用InGaAs和/或InAlGaAs封盖工艺在低温和高温步骤中生长了一系列“井中”（DWELL）QDash层。QDash DWELL被夹在单独的限制异质结构之间，即InP模板晶格匹配的InAlGaAs覆层。 为了确定包层的最佳光学限制，改变折射率对比和层厚度，研究人员制作了三个不同的样品。发现QDashs沿[1-10]方向拉长，点密度为3.5×1010 / cm2。使用了InGaAs帽的样品B光致发光强度最高，从而减小了阱与QDash之间的能隙。 相对于样品C，样品B中InAlGaAs势垒的较低铝含量也降低了带隙并增加了折射率。这应导致改善的光学限制，但是减小的带隙可能会降低DWELL层中载流子限制的风险。 对于电泵浦激光器，生长顺序为600nm n-InP触点、630nm n-InP包层、三层QDash有源区、1500nm p-InP包层和140nm p-InGaAs触点。 三种类型的QDash结构用于脊形波导激光二极管中，第一台面终止于有源区上方，第二台面终止于n-InP接触层。在切割成激光棒之前，将样品减薄至100μm。刻面未涂覆。所有器件的脉冲测试中的开启电压约为0.7V。样品A的激光二极管在连续波（CW）工作时不会发光。同样，样品B在低阈值电流方面以及在最高温度90°C下的操作表现最佳。在脉冲条件下，样品B激光二极管的特征温度（T0）反映阈值变化较高。 激光二极管结构的变化（脊向下一步形成到n-InP触点）使得在8μmx1.5mm器件的CW操作中，可以将阈值电流密度降低到1.55kA / cm2。单面输出功率高达14mW。由于腔体尺寸较大，发射光谱由多个集中在1580nm处的峰组成，支持多种Fabry-Perot模式。
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