当费米能级与石墨烯的狄拉克点对齐时,减少电荷屏蔽大大增强了电子-电子散射。在光激发系统中,对狄拉克费米子中电子-电子散射的运动学进行了预测,从而产生了新的光电子现象。本文报告了对石墨烯中固有光电流的观察,它的参数状态与之前在石墨烯中观察到的所有光热电或光伏光电流不同:光电流只出现在电荷中性点,不需要有限的掺杂。与其他在p-n或接触节点附近增强的光电流类型不同,我们在工作中观察到的光电流出现在边缘/角附近。通过系统的数据分析,我们发现这一现象源于电荷中性石墨烯独特的电子-电子散射运动学。我们的研究结果不仅突出了狄拉克费米子光电响应中有趣的电子动力学,而且为基于本征电荷中性狄拉克费米子的光电探测和能量收集应用提供了一种新的方案。
Fig. 1:不同几何形状电荷中性石墨烯的固有长程边缘光电流。
Fig. 2:石墨烯中CNP光电流的距离和栅的关系。
Fig. 3:在Shockley-Ramo模式下收集石墨烯中的边缘光电流。
Fig. 4:抑制电荷中性石墨烯中的光电流弛豫。
相关研究成果于2019年麻省理工学院物理系Pablo Jarillo-Herrero课题组,发表在Nature Nanotechnology (https://doi.org/10.1038/s41565-018-0323-8 )上。原文:Giant intrinsic photoresponse in pristine graphene