用于单个气体分子检测的电可调石墨烯异质光纤中的四波混频
介观与纳米尺度物理
2021-04-09 v1
摘要
检测单个分子是任何化学传感器的终极目标。在气体检测方面，这种分辨率已在先进的纳米级电子固态传感器中实现，但在集成光子器件中迄今仍不可能，因为微弱的光-分子相互作用通常被噪声掩盖。在此，我们展示了一种在石墨烯双极结晶体管异质 D 形光纤中产生超灵敏下转换四波混频 (FWM) 的方案。在通信波段，当石墨烯费米能级接近 0.4 eV 时，FWM 转换效率会发生急剧变化。在此条件下，我们利用独特的两步光电外差检测方案，在真空中实现了实时单个气体分子检测。这种石墨烯强非线性、电可调性和全光纤集成的结合，为设计多功能高性能石墨烯光子器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2104.03685,
title = {Electrically Tunable Four-Wave-Mixing in Graphene Heterogeneous Fiber for Individual Gas Molecule Detection},
author = {Ning An and Teng Tan and Zheng Peng and Chenye Qin and Zhongye Yuan and Lei Bi and Changrui Liao and Yiping Wang and Yunjiang Rao and Giancarlo Soavi and Baicheng Yao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.03685},
year = {2021}
}