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石墨烯光子学 || 光电特性

DOI：10.1017/9781108656870.005 出版年份：2018 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 在前一章中，我们考虑了由带间跃迁贡献的石墨烯表面光学电导率eσ(ω)，该参数表征了石墨烯在高频区域的光学响应——当通过忽略跃迁所涉态的有限弛豫时间而将弛豫率设为零时，其实部由公式(3.106)给出。利用该表面光学电导率我们发现：单层石墨烯在光谱区域具有约2.3%的近似恒定吸收率。然而在低频区域，前一章获得的表面光学电导率eσ(ω)并不适用。例如当设定ω=0来求取直流表面电导率eσ(0)时，会发现其值同样为零，这与第二章获得的直流表面电导率存在矛盾。这种差异源于：前一章给出的eσ(ω)仅包含光子与电子从价带跃迁至导带的带间吸收，而第二章给出的直流表面电导率完全来自价带内或导带内载流子的带内跃迁贡献。
作者： I. T. Lin，J. M. Liu
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研究概述 实验方案

研究目的

本章的目标是建立一个综合模型，该模型能够描述石墨烯在从零频（第2章讨论的电子特性）到光频（第3章讨论的光学特性）这一宽频范围内的光电特性。此外，本章还考虑了由于石墨烯对光激发产生空间非局域响应而导致的动量色散。

研究成果

该章节提出了一个综合模型，描述了石墨烯在宽频范围内考虑带间与带内跃迁的光电特性。该模型进一步扩展至包含石墨烯对光激发产生空间非局域响应所导致的动量色散效应。研究结果凸显了该研究的可解释性与前瞻性，建议后续开展电子非线性响应及反相响应的深入探索。

研究不足

实验的技术和应用限制包括假设外部场足够小以实现线性响应、忽略电子-电子相互作用，以及仅考虑电子对外部扰动的同相响应。潜在的优化方向包括考虑电子的非线性响应和异相响应。

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