中国科大09级本科生戚骥等人在石墨烯的光电调控方面取得重要进展。

近日，该研究成果以”Controlled ambipolar tuning and electronic superlattice fabrication of graphene via optical gating”为题发表在国际权威杂志Advanced Materials上，戚骥是第一作者。  

戚骥，2009年从大连市育明高级中学保送到中国科大信息学院，2010年转入物理学院严济慈班，2011年6月进入国家微尺度实验室（筹），师从曾长淦教授接触研究工作。2012年研究项目 “石墨烯在氧化物异质结上的光伏效应研究。戚骥、冀丹丹、曾长淦”进入“国家大学生创新创业训练计划”，2013年参与物理学院郭沫若奖学金角逐，获得国家奖学金。2013年9月前往普林斯顿大学深造。 

曾长淦教授给戚骥的评价是：“一般人面对实验仪器会有障碍，但这个学生天生会动手，很短时间内就自己搭了一个STM（扫描隧道显微镜）。能力很强，比很多研究生还要好一点”。有些人可能认为优秀的学生性格张扬，但“戚骥的性格很好，心态平和，并不张狂”。

戚骥的这一工作首次提出用光对石墨烯的载流子浓度进行调控，有光无光，或光强不同，都会造成石墨烯材料的特性不同。而且，不同于用电栅压或化学掺杂调控，光调控可以在任何半导体材料上使用。这一工作对于探索石墨烯的新奇物性和发展基于石墨烯的光电器件提供了新的启示。 

石墨烯的载流子浓度调控非常重要，通常是通过电栅压或者化学掺杂来实现的。然而，电栅压调控需要绝缘介电层，而化学掺杂又缺乏简洁、有效的可调性。戚骥等人发现可以利用光栅压对放置在一般半导体表面的石墨烯实现载流子调控：半导体与石墨烯的界面通常存在Schottky电场，当入射光能量大于半导体能隙时，界面电场将使激发的电子空穴对分离，并驱动其中一种载流子在石墨烯积累，从而实现光栅压对载流子的调控。由于石墨烯只有单层而且本征载流子浓度很低，因此这种调控非常有效，通过改变光强可以使掺杂类型从p到n可逆转变。另一方面，对石墨烯载流子进行空间依赖的调控可以实现各种新奇的量子效应，如Klein隧穿，各向异性电输运等等。戚骥等人利用有周期长条孔洞的模板进行空间选择性的光栅压调控，从而实现了电子超晶格（比如p-p+超晶格）的制备。更为有趣的是，这种p-p+电子超晶格具有很强的输运各向异性：沿着超晶格方向，周期势垒数目越多电阻反而越小；而垂直于超晶格方向，电阻并不随着周期数的变化而改变。这种各向异性可能起源于p-p+界面载流子的非线性动力学效应。

 

光栅压调控和电子超晶格制备示意图 

附论文链接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201400062/abstract 

新闻参考拓展于以下链接内容：

新闻来源：新闻主要内容来源于中国科大新闻网，供稿为合肥微尺度物质科学国家实验室国际功能材料量子设计中心。关于戚骥的文字与图片来自新创基金会补充采访。