當費米能級與石墨烯的狄拉克點對齊時，減少電荷屏蔽大大增強了電子-電子散射。在光激發(fā)系統(tǒng)中，對狄拉克費米子中電子-電子散射的運動學(xué)進行了預(yù)測，從而產(chǎn)生了新的光電子現(xiàn)象。本文報告了對石墨烯中固有光電流的觀察，它的參數(shù)狀態(tài)與之前在石墨烯中觀察到的所有光熱電或光伏光電流不同：光電流只出現(xiàn)在電荷中性點，不需要有限的摻雜。與其他在p-n或接觸節(jié)點附近增強的光電流類型不同，我們在工作中觀察到的光電流出現(xiàn)在邊緣/角附近。通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析，我們發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象源于電荷中性石墨烯獨特的電子-電子散射運動學(xué)。我們的研究結(jié)果不僅突出了狄拉克費米子光電響應(yīng)中有趣的電子動力學(xué)，而且為基于本征電荷中性狄拉克費米子的光電探測和能量收集應(yīng)用提供了一種新的方案。
Fig. 1：不同幾何形狀電荷中性石墨烯的固有長程邊緣光電流。
Fig. 2：石墨烯中CNP光電流的距離和柵的關(guān)系。
Fig. 3：在Shockley-Ramo模式下收集石墨烯中的邊緣光電流。
Fig. 4：抑制電荷中性石墨烯中的光電流弛豫。
相關(guān)研究成果于2019年麻省理工學(xué)院物理系Pablo Jarillo-Herrero課題組，發(fā)表在Nature Nanotechnology (https://doi.org/10.1038/s41565-018-0323-8 )上。原文：Giant intrinsic photoresponse in pristine graphene
