強(qiáng)磁場(chǎng)下石墨烯的太赫茲時(shí)域光譜研究.pdf

1、太赫茲是指頻率在0.1 THz到10 THz的電磁波，太赫茲時(shí)域光譜技術(shù)是太赫茲研究領(lǐng)域日趨成熟的材料表征的手段，但是研發(fā)高能量、高效率的太赫茲產(chǎn)生源依然是目前太赫茲研究領(lǐng)域亟待解決的主要難題。文中我們采用了800 nm的啁啾放大的飛秒激光泵浦鈮酸鋰晶體產(chǎn)生微焦量級(jí)的高亮度的太赫茲相干光。考慮到太赫茲光譜與強(qiáng)磁場(chǎng)結(jié)合的綜合性科學(xué)設(shè)備在國內(nèi)外鮮有報(bào)道，我們率先將超導(dǎo)磁體和低溫恒溫器集成到透射式太赫茲時(shí)域光譜系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)0到9T的磁場(chǎng)變化和

2、4.2 K到400 K的溫度變化的太赫茲光譜測(cè)量，為納米材料在強(qiáng)磁場(chǎng)和低溫下的凝聚態(tài)物理研究提供了良好的平臺(tái)。
　　石墨烯是sp2雜化單原子層的二維晶體，具有獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)、熱學(xué)性質(zhì)，兼具大的比表面積等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，石墨烯因其獨(dú)特的電子輸運(yùn)特性，在太赫茲波段有很好的應(yīng)用前景，例如研制基于石墨烯的超材料太赫茲探測(cè)器和太赫茲發(fā)射器等等。特別是作為二維電子氣系統(tǒng)的一員，石墨烯在強(qiáng)磁場(chǎng)和低溫下有著豐富的物理現(xiàn)象，如量子霍爾效應(yīng)，舒勃

3、尼科夫-德哈斯效應(yīng)，回旋共振效應(yīng)等等，但是量子霍爾效應(yīng)的測(cè)量方法通常是在石墨烯表面制備霍爾bar做電輸運(yùn)測(cè)量，因?yàn)橹苽錃W姆接觸的霍爾bar并不容易，而且這樣的測(cè)量對(duì)樣品是有損的，所以通過太赫茲波研究石墨烯的磁光特性有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。
　　文章共分為三個(gè)章節(jié)，第一章簡要介紹了石墨烯的基本的物理性質(zhì)、制備和表征的方法，太赫茲波的獨(dú)特性質(zhì)、產(chǎn)生和探測(cè)方法;第二章中描述了啁啾放大的飛秒激光器的結(jié)構(gòu)原理和基于這一激光器泵浦鈮酸鋰晶體產(chǎn)生太赫茲