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石墨烯光电器件研究迎来新突破 东南大学团队取得重要进展

石墨烯光电器件研究迎来新突破 东南大学团队取得重要进展

东南大学电子科学与工程学院的研究团队在石墨烯光电器件领域取得了一系列具有重要意义的科研进展,为下一代高速、高效、柔性光电子技术的发展奠定了坚实的理论与实验基础。

石墨烯,作为一种由单层碳原子构成的二维材料,自被发现以来就因其卓越的电子迁移率、优异的光学透明性、极高的机械强度和良好的柔韧性,而被视为未来光电器件的革命性材料。如何克服其零带隙的固有特性,实现高效的光电转换与调控,一直是该领域面临的重大挑战。东南大学的研究团队通过创新性的材料设计与器件结构优化,在这一关键问题上取得了显著突破。

据悉,该团队的研究工作主要集中在两个核心方向:一是通过构建新型异质结与能带工程,有效调控石墨烯的光电响应特性;二是开发新型微纳加工工艺,制备出高性能、高集成度的石墨烯基光电探测与调制器件。

在异质结研究方面,团队通过将石墨烯与其它二维半导体材料(如过渡金属硫族化合物)或特定介电层进行精准堆叠与集成,成功构筑了具有高效电荷分离与输运能力的范德华异质结。这种结构不仅拓宽了器件的光谱响应范围,从可见光延伸至近红外甚至中红外波段,还显著提升了器件的光电探测率与响应速度。实验表明,基于此类异质结的光电探测器,其响应度与探测率指标已达到国际先进水平。

在器件工艺方面,团队开发了与现有半导体工艺兼容的微纳制造技术,实现了石墨烯器件的高精度图形化与性能可控性。他们成功制备出超快响应、超宽波段工作的石墨烯光电探测器,以及低功耗、高调制速率的石墨烯电光调制器。这些器件在高速光通信、传感成像、量子信息处理等领域展现出巨大的应用潜力。例如,其研制的调制器有望为数据中心内部的高速光互连提供核心器件解决方案,助力突破现有技术瓶颈。

团队还深入研究了光与石墨烯相互作用的新物理机制,为器件性能的进一步优化提供了理论指导。相关研究成果已陆续发表在《自然·通讯》(Nature Communications)、《先进材料》(Advanced Materials)等国际顶级学术期刊上,并获得了国内外同行的广泛关注与高度评价。

业内专家指出,东南大学团队的这一系列进展,不仅推动了石墨烯基础物理研究的深入,更重要的是打通了从基础材料到高性能器件的关键技术路径,标志着我国在二维材料光电器件这一前沿竞争领域已占据重要一席。随着工艺的进一步成熟与集成化水平的提升,基于石墨烯的柔性、透明、可穿戴光电子系统有望从实验室走向实际应用,深刻改变信息技术、生物医疗、能源环境等多个产业的面貌。

可以预见,随着以东南大学团队为代表的科研力量持续攻关,石墨烯这一‘神奇材料’在光电子领域的巨大潜能将加速释放,为全球科技创新与产业升级注入强劲动力。

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更新时间:2026-03-18 18:19:32

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