Recentemente, lo State Key Laboratory of Intense-Field Laser Physics presso l’Istituto di ottica e macchinari di precisione di Shanghai (SIPM) dell’Accademia cinese delle scienze (CAS) ha fatto progressi nello studio del fotocontrollo ultraveloce del grafene per generare corrente residua. I relativi risultati della ricerca sono pubblicati su Optics, con il titolo "Corrente residua sotto l'effetto combinato di fase dell'inviluppo della portante e chirp: sfasamento e potenziamento del picco". I risultati sono stati pubblicati su Optics Express.
Le correnti guidate dal campo ottico con il potenziale per l'elaborazione del segnale ad alta velocità rappresentano un'importante area di sviluppo nell'elettronica delle onde luminose. Molti materiali sono stati utilizzati per ricerche correlate, tra cui il grafene è unico per il suo debole effetto schermante, l’elevata soglia di danno e l’elevata mobilità dei portatori. La comprensione approfondita e la manipolazione precisa del trasporto dei vettori nel grafene rappresentano una base importante per lo sviluppo di dispositivi optoelettronici ultraveloci a livello di battito-hertz. Variando simultaneamente la fase dell'inviluppo della portante (CEP, φ) e la frequenza del chirp lineare ( ) del campo luminoso di guida polarizzato linearmente, i ricercatori hanno scoperto che la variazione della corrente residua mostra uno sfasamento e un miglioramento del picco (Fig. 1) e che lo sfasamento può essere visto come il risultato della resistenza a diversi gradi di chirp.
Progressi nella manipolazione della generazione di fotocorrente irradiando il grafene con un laser a femtosecondi a pochi cicli al SIPO
Fig. 1 Le densità di corrente residua sotto l'effetto combinato di CEP e chirp, A, B e C corrispondono alle densità di corrente residua massime a diverse velocità di chirp
Confrontando le correnti residue integrate dall'impulso kx lungo la direzione di polarizzazione del laser nei tre casi A, B e C, si riscontra che l'aumento avviene principalmente in prossimità dei due picchi principali positivi (Fig. 2c), e dei due i punti P1 e P2 sono selezionati per l'analisi (Fig. 2b). Sulla base delle forze relative di accoppiamento delle bande e dell'evoluzione della fabbricazione degli elettroni nella banda di conduzione nel tempo (Fig. 3), si riscontra che con l'aumento del tasso di chirp, il movimento degli elettroni si sposta dall'interferenza Landau-Zener-Stückelberg dominanza alla dominanza di interferenza multifotone, cioè l'interazione della luce con il grafene viene gradualmente trasformata da non perturbativa a perturbativa. passato al tipo perturbativo. Pertanto, i risultati della cointerazione possono aiutare a trovare parametri adatti per studiare il controllo delle transizioni di stato e la dinamica elettronica. Questa ricerca contribuisce allo sviluppo dell'elaborazione del segnale delle frequenze ottiche e delle applicazioni dei dispositivi optoelettronici integrati.
Progressi nella manipolazione della generazione di fotocorrente dal grafene irradiato da un laser a femtosecondi di pochi cicli al SIPM
Fig. 2 (a) e (b) Fabbricazione di bande conduttrici per i casi B e C, (c) Corrente residua integrata dalla quantità di moto kx lungo la direzione di polarizzazione del laser.
Progressi nella manipolazione della generazione di fotocorrente nel grafene irradiato da un laser a femtosecondi con meno cicli al SIPM.
Fig. 3 (ac) Evoluzione della forza di accoppiamento della banda relativa (t) e della fabbricazione di elettroni ρ (t) nella banda di conduzione in P1 con il tempo nei casi di A, B e C, (d) Schema dell'interferenza multifotone
