近日，研究人员开发出一种新型石墨烯光学探测器，该探测器的光谱范围从可见到太赫兹区域，其反应速率为40微秒，在室温下就可以完全实现其探测功能。

如图所示为探测器上的外部天线捕捉红外波长光和太赫兹光，并将其投射到石墨烯片中心的碳化硅衬底结构上。图片来源:m . Mittendorff。

这款新型光学探测器可以在室温下进行快速探测，探测范围可以是波长广泛的入射光。新型检测器探测的光谱范围从可见光到红外辐射，甚至到太赫兹区域，这在之前的光学探测其上是无法实现的。

新型石墨烯探测器被HZDR的科学家用于实现激光系统的精确同步。该探测器有只有几个组件，它由小片状的石墨烯、碳化硅基底和先进的天线组成。

来自HZDR的Stephan Winnerl博士说：“与其他半导体硅或砷化镓相比，石墨烯可以探测非常广泛范围的光子，并将其能量转换成电信号。这一切只需要一个宽带天线和合适的衬底即可。”

石墨烯片-天线组件可以将吸收的光子的能量转换成石墨烯二维晶格中的电子。石墨烯的电子能量的增加使得探测器的电阻加大，产生快速的很容易被观察到的电子信号。这种探测其的探测速度在40微秒，即1/1000000000000秒。

实现宽光谱范围的光通过碳化硅衬底

提高石墨烯探测器的最有效的方法是选择合适的基质。

天线也是制作高效探测其的关键，该天线可以有效捕捉太赫兹和红外波长的辐射。与之前的探测器相比，这款探测其的可捕捉光谱范围增加了90%，其最长的可检测波长是最短可检测波长的1000倍。对于这个特点，红光作为可见区域的最长波长只比紫光波长（波长最短的可见波长）长两倍。

来自HZDR的Stephan Winnerl博士说：“过去使用的半导体基板只吸收某些波长范围的光谱，但碳化硅衬底扩大了这一光谱范围。”

通用型石墨烯光学探测器还用来精确同步ELBE中心激光大功率辐射光源的两个自由电子激光。这种同步功能对探针的实验是至关重要的。在探测实验中，激光可以将材料激发，将电子“注入”到能量更高的材料上，另一种不同的激光波长作为激发态的探针。两个激光脉冲的完美同步对这探测实验的精确度是至关重要的。

石墨烯探测器还可以被科学家用来作为秒表使用，该探测器可以探测激光脉冲的到达。这种带宽范围广的探测器也可以消除探测器在实验过程中的一种常见的误差来源。与其他探测器不同的是，石墨烯探测器在室温下可以正常工作，因此十分昂贵，其氦/氮冷却过程与其他探测器一样，但并不是必需组件。 

新材料在线编译整理——翻译：陈琼    校正：摩天轮