微腔控制的石墨烯晶体管中的光-物质相互作用

石墨烯具有非凡的电学和光学性质，在光子学和光电子学应用中前景广阔。目前已有包括高速光电探测器、光调制器、等离激元器件和超快激光在内的相关演示报道。更先进的器件概念将涉及诸如光腔之类的光子元件，以控制石墨烯中的光-物质相互作用。本文报道了石墨烯晶体管与平面光学微腔的首次单片集成。我们发现，微腔诱导的光学限制控制了集成石墨烯器件中光电流产生的效率和光谱选择。实验证明了光电流具有二十倍的增强。该光学腔还决定了石墨烯电激发热辐射的光谱特性。最有趣的是，我们发现腔限制改变了集成石墨烯晶体管的电输运特性。我们的实验方法开辟了一条通往纳米尺度腔量子电动力学的途径，其中石墨烯作为原子厚度的载流腔内介质。