科普 | 石墨烯最新研究

石墨烯-金属混合等离子体超表面制造的光调制器

高速光调制器应用领域广泛，并可由半导体波导、硅纳米天线链、Mie氏共振等方式实现，然而受限于材料的吸收特性和弱非线性，中长红外波段超快光调制器发展较慢，为此，亚利桑那州立大学的研究人员受美国空军科学研究署资助，采用亚波长厚石墨烯-等离子体混合超表面制造超快光调制器。

该调制器由等离子体超表面、顶部的石墨烯层、金属背反射器和介电间隔层组成。等离子体超表面由紧密耦合的光学天线形成，最大限度提高泵浦和探测（信号）波长下光和单层石墨烯间的相互作用；金属背反射器形成可调谐石墨烯-金属吸收器，进一步增强光学调制效果。测试表明，经电子束蒸、原子层沉积、电子束光刻等工艺制造的调制器，相邻纳米天线间隙29nm，与标准偏差3.9nm。1040nm中红外光调制实验表明，调制器具有显著的低泵浦通量和高调制深度，泵浦通量比其他自由空间光调制器低1~2个量级，响应速度在1~2ps范围。

这种光调制器响应速度快，工作在中红外波段，有望广泛用于光互连、超快分子光谱测量、光信息处理等领域。

利用石墨烯实现无Landauer-Sharvin电阻-流体动力学电子流成像

以色列魏茨曼科学研究所（Weizmann Institute of Science）C.Kumar，J.Birkbeck，J.A.Sulpizio，S.Ilani等，在Nature上发文，报道了使用高迁移率石墨烯Corbino磁盘器件中电子流，实现了单电子晶体管成像。

首先，在液氦温度下，对弹道流进行成像，观察到朗道尔-沙文Landauer–Sharvin resistance电阻不会出现在接触处，而是分布在整个体材料中。这一现象证明了，这种电阻的相空间起源，即源自传导模式数量的空间梯度。在高温时，通过识别和解释电子-声子散射，展示了纯流体动力学流动的细节。

研究发现电子流体动力学消除了块体Landauer-Sharvin电阻。最后，通过成像螺旋磁流体动力学Corbino流，展示了流体动力学理论预测的关键层展长度emergent length尺度——Gurzhi 长度。这些观察表明，电子流体electronic fluids ，可以极大地超越弹道电子的基本限制，对基础科学和未来技术具有重要意义。

氧化石墨烯高效回收金

清华大学深圳国际研究生院苏阳教授课题组报道了一种基于还原氧化石墨烯（rGO）的材料，其具有超强的金提取能力，在10ppm金浓度时吸附量达到1850mg/g（室温），当温度为60°C时，金吸附容量为9059mg/g，并且吸附速率很快，也能实现精准选择性吸附，在吸附期间，rGO将95%以上的金离子还原为金属金，避免后吸附处理中需要的洗脱和沉淀过程。此外金的提取可以选择性进行，实现仅提取金而不被电子垃圾中共存的其他14种金属元素污染，该项研究提供了一个应对全球电子垃圾挑战和黄金资源短缺难题的解决方案。