高速和片上石墨烯黑体发射器

石墨烯是一种二维碳纳米材料具有独特的性能，在电子、光学和热学性能，可应用于光电器件。基于石墨烯的黑体发射器在近红外和中红外波段也有前途。

然而，尽管基于石墨烯的黑体发射器已在稳态条件下或相对缓慢的调制（100千赫）下被证明，但这些发射器在高速调制下的瞬态特性迄今尚未报道。此外，基于石墨烯发射器的光通讯从未被证实过。

本文介绍了一种基于石墨烯的高集成度、高速、片内黑体辐射源，包括通信波长的近红外区（自然通信，远程传输的光通信用高速和片上石墨烯黑体发射器）。

一个~ 100 ps的快速响应时间，这是∼105高于以前的石墨烯的发射器，已被实验证明单和少层石墨烯，发射反应可以通过与承印物上的石墨烯层数的石墨接触控制。

通过对包括石墨烯和衬底在内的发射体热模型进行热传导方程的理论计算，阐明了高速发射的机理。模拟结果表明，快速响应性能可以通过在面内的热传导，在石墨烯和散热基板的经典热运输不仅理解而且远程量子热传输通过表面极性声子（spophs）的基板。

此外，首次对石墨烯基光发射器进行了实时光通信，实验结果表明石墨烯发射体是一种新型的光通信光源。此外，我们还利用化学气相沉积（CVD）方法生长了大规模石墨烯，并在空气中进行了封端发射器的集成二维阵列发射器，由于其占用空间小和平面器件结构，实现了光纤与发射器的直接耦合。

石墨烯光发射器与传统的化合物半导体发射极有很大的优势，因为它们可以很容易地集成在硅芯片上，这是因为石墨烯发射器的制造工艺简单，并且通过倏逝场与硅波导直接耦合。由于石墨烯可以实现高速、小尺寸和硅片上的光发射，这对复合半导体仍然是个挑战，石墨烯基光发射器可以为高度集成的光电子学和硅光子学开辟新的途径。