一组欧洲科学家对石墨烯对光吸收的反应有了更深入的了解

包括西班牙ICFO，意大利IIT，英国埃克塞特大学和德国约翰内斯古腾堡大学在内的欧洲科学家团队在理解石墨烯吸收光线后发生的过程方面取得了进展。他们的工作解释了为什么在某些情况下，石墨烯在光吸收后电导率增加，而在其他情况下，石墨烯的电导率会降低。研究人员表明，这种行为与吸收光的能量流向石墨烯电子的方式有关：光被石墨烯吸收后，石墨烯电子加热的过程发生得非常快，效率非常高。

对于高度掺杂的石墨烯（其中存在许多自由电子），超快电子加热导致具有升高的能量的载流子（热载流子），这反过来导致导电性降低。有趣的是，对于弱掺杂的石墨烯（其中存在较少的自由电子），电子加热导致产生额外的自由电子，并因此导致电导率增加。这些额外的载流子是石墨烯无间隙性质的直接结果 - 在有间隙的材料中，电子加热不会产生额外的自由载流子。

这种石墨烯中光诱导电子加热的简单场景可以解释许多观察到的效应。除了描述光吸收后材料的导电性质，它可以解释载流子倍增，其中在特定条件下，一个吸收的光粒子（光子）可以间接产生一个以上的额外自由电子，从而在器件内产生有效的光响应。

本文的结果，特别是准确地理解电子加热过程，可能预示着石墨烯光检测技术的设计和开发的巨大推动。