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最近，由武汉大学物理科学与技术学院校友为主要研究人员，共同完成的有关石墨
烯在光电子领域应用的论文于2011年5月29日发表在《Nature－Photonics》上【1】。
他们依次是：第一作者鲍桥梁博士（2004年材料物理与化学专业博士生，现为NUS博士
后研究员），第二作者张晗博士（2002级材料物理专业本科生，现为比利时ULB博士后
研究员），第三作者王斌博士（04级光学专业博士生，现为新加坡IMRE博士后研究员）
，唐定远教授（1979级金属物理专业本科生，现为南洋理工大学教授）。该论文的通信
作者为新加坡国立大学（NUS）化学系罗建平（Loh Kian Ping）教授。
石墨烯具有超高的电子迁移率在未来电子器件上具有巨大的应用前景，然而目前面
临的问题是石墨烯晶体管不能完全处于“关”的状态，因为漏电流较大造成开关比很小
，短期内无法与传统硅电子抗衡。相比之下，石墨烯的光学性质也非常奇特而丰富，光
电子领域的研究近来备受关注，各种各种的新型光电子器件相继诞生。该论文介绍了他
们首次研制成功的世界最薄的石墨烯宽波段偏振器。该偏振器能将从可见光到近红外范
围内的任何非偏振光束转化成具有单一偏振方向的偏振光，并且具有极高的消光比。
在该项研究中，鲍桥梁博士和张晗博士共同负责实验设计、构思和测试，王斌博士搭建
理论模型并展开了一系列的模拟计算，唐定远教授利用其在光电子领域的深厚造诣为研
究指明方向并提出建议。这个以武大校友为骨干的研究团队，早于2009年就开始了石墨
烯光电子器件的研究，比如该团队于2009年研发出石墨烯锁模激光器【2】。 新加坡国
立大学罗建平教授的研究小组于2009年开始石墨烯的研究，该研究得到新加坡政府一千
万新币为期五年的CRP项目支持。目前，在亚太地区处于领先的石墨烯研究中心初具雏
形，不但能制备出大面积高质量的单层石墨烯原子，并且各种应用领域取得一系列的突
破性进展。该石墨烯偏振器的研究利用石墨烯中心在材料制备上的优势，并结合南洋理
工大学在光电子器件测试上的优势，将单层石墨烯原子转移到光波导材料上（D型的光
纤，如下图），电磁波通过耦合与石墨烯有非常强的相互作用。与传统金属材料和半导
体材料不同的是，石墨烯即支持TM模也支持TE模的传播，这都得益于石墨烯独特的电子
结构和电导率。由于TM模式的损耗比TE模式大，因此从石墨烯偏振器出来的电磁波是在
TE偏振方向，这与类似结构的金属薄膜偏振器得到的TM偏振有本质上的不同；最重要的
是，石墨烯偏振器是宽波段工作的。 由于基于石墨烯的光电子器件对样品品质以及加
工工艺的要求相对不是十分苛刻，该团队相信，未来不久人们将在市场上看到产品化的
石墨烯光电子器件 。
【1】Qiaoliang Bao, Han Zhang, Bing Wang, Zhenhua Ni, Candy Haley Lim Yi
Xuan, Yu Wang, Ding Yuan Tang, and Kian Ping Loh*. Broadband Graphene
Polarizer. Nature Photonics, 2011, DOI: 10.1038/NPHOTON.2011.102, published
online: 29 May 2011.
【2】Qiaoliang Bao, Han Zhang, Yu Wang, Zhenghua Ni, Yongli Yan, Zexiang
Shen, Kian Ping Loh*, Ding Yuan Tang*. Atomic layer graphene as saturable
absorber for ultrafast pulsed laser. Advanced Functional Materials,2009, 19(
19), 3077-3083. | g*******o
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