【儀表網 研發快訊】近期，中國科學院上海光學精密機械研究所強場激光物理國家重點實驗室在超快光控石墨烯產生殘余電流的研究中取得進展。相關研究成果以“Residual current under the combined effect of carrier envelope phase and chirp: phase shift and peak enhancement”為題，發表于Optics Express。
 

　　具有信號高速處理潛力的光場驅動電流是光波電子學的一個重要發展領域。許多材料已被用于相關研究，其中石墨烯因其弱屏蔽效應、高損傷閾值以及高載流子遷移率等而獨具優勢。深入理解和精準操控石墨烯中載流子輸運是開發拍赫茲超快光電器件的重要基礎。研究人員通過同時改變線偏振驅動光場的載波包絡相位(CEP，φ)和線性啁啾率(α)，發現殘余電流的變化呈現出相移和峰值增強的特征(圖1)，相移可以看作是抵抗不同啁啾度的結果。
 

　　圖1 CEP和啁啾共同作用下的殘余電流密度，A、B、C對應不同啁啾率下的最大殘余電流密度
 

　　通過對比A、B、C三種情況下沿激光偏振方向動量kx積分的殘余電流，發現增強主要發生在兩個正主峰附近(圖2c)，選擇P1，P2兩點進行分析(圖2b)。根據相對帶耦合強度和導帶內電子布居隨時間的演化(圖3)，結果發現：隨著啁啾率α的增大，電子運動從Landau-Zener-Stückelberg干涉主導轉變成了多光子干涉主導，即光與石墨烯的相互作用從非微擾型逐漸轉變為微擾型。因此，共同作用的結果可以幫助找到合適的參數來研究狀態轉變和電子動力學的控制。這項研究有助于光頻率的信號處理和光電集成器件應用的發展。
 

　　圖2 (a)和(b)為情況B和C的導帶布居，(c)沿激光偏振方向動量kx積分的殘余電流
 

　　圖3 (a-c)在A、B、C的情況下，P1處的相對帶耦合強度β(t)和導帶內電子布居ρ(t)隨時間的演化，(d)多光子干涉示意圖