Graphene-based electrically tunable terahertz optoelectronics

Radyo-frekans elektroniği ile optiğin arasında boşluk olan terahertz (THz) bandı son yıllardaki gelişmelerle birlikte dolmaya başladı. Daha verimli terahertz dalga kontrolü optoelektronik uygulamaları olumlu yönde etkileyecek en önemli parametrelerden biri. Var olan yöntemlerin daha aktif, uygulanabilir, az masraflı, ve verimli hale gelmesi için detaylı çalışmaların sürdürülmesi gerekli. Grafen bu alandaki gelişmeler için en önemli materyal adayı konumunda. Eşsiz elektronik ve optik özelliklere sahip olan grafen terahertz alanında aktif olarak kullanabilme potansiyelini taşımaktadır. Bu çalışmada grafen tabanlı modülatör, resonans kavite, ve THz mekansal ışık modülatorleri geliştirildi. Geliştirilen yeni yöntemler daha verimli yük yoğunluğu yaratmakta, sistemdeki kayıplar (<2 dB) azaltmakta ve aygıt yapılarını kolaylaştırmakta. Grafen elektrodlarının ortak iyoniksel kapılamalarını kullanarak 0.1 ve 2 THz frekans aralığında %50 modülasyon değişikliğini elde etmiş olduk. Yansınma bazlı kavite geliştirerek terahertz dalga absorpsiyonunu 2.8 THz frekansında yaklaşık %100 oranında arttırabildik. Son olarak geniş bantta çalışabilen THz mekansal ışık modülatör aygıtlarını grafen süperkapasitörlerini kullanarak elde ettik. Grafenin aktif olarak terahertz bandında kullanılması, daha verimli ve sofistike THz optoelektronik aygitlarin gelişmesini sağlayabilir.