"Broadband graphene terahertz modulators enabled by intraband transitions". B. Sensale-Rodríguez, R. Yan, M. M. Kelly, T. Fang, K. Tahy, W. S. Hwang, D. Jena, L. Liu, H. G. Xing. NATURE COMMUNICATIONS 3, 780 (2012). DOI: 10.1038/ncomms1787
Terahertz technology promises myriad applications including imaging,
spectroscopy and communications. However, one major bottleneck at
present for advancing this field is the lack of efficient devices to
manipulate the terahertz electromagnetic waves. Here we demonstrate that
exceptionally efficient broadband modulation of terahertz waves at room
temperature can be realized using graphene with extremely low intrinsic
signal attenuation. We experimentally achieved more than 2.5 times
superior modulation than prior broadband intensity modulators, which is
also the first demonstrated graphene-based device enabled solely by
intraband transitions. The unique advantages of graphene in comparison
to conventional semiconductors are the ease of integration and the
extraordinary transport properties of holes, which are as good as those
of electrons owing to the symmetric conical band structure of graphene.
Given recent progress in graphene-based terahertz emitters and
detectors, graphene may offer some interesting solutions for terahertz
technologies.
La tecnología en la región de los terahertz promete una multidud de aplicaciones que incluyen imagenología, espectroscopia y comunicaciones. Sin embargo, uno de los mayores cuellos de botella que actualmente se presentan para el avance de este campo es la falta de dispositivos eficientes que permitan manipular ondas electromagnéticas de terahertz. Aquí se demuestra que utilizando grafeno se puede realizar a temperatura ambiente una modulación excepcionalmente eficiente de banda ancha de ondas en la región de los terahertz, con una señal de atenuación intrínseca extremadamente baja. Se obtuvo experimentalmente una modulación 2.5 veces superior a la de moduladores anteriores de intensidad de banda ancha, y que también es la primera ves que se demuestra en un dispositivo basado en grafeno que funciona solamente a partir de transiciones intrabanda. Las ventajas únicas que ofrece el grafeno en comparación a los semiconductores convencionales quedan representadas por su fácil integración y las extraordinarias propiedades en el transporte de huecos, que son tan buenas como la que los electrones le deben a la estructura de bandas cónica y simétrica del grafeno. Dado el avance reciente en los emisores y detectores basados en grafeno para la región de los terahertz, el grafeno puede ofrecer soluciones interesantes a la tecnología en la región de los terahertz.
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