近日，我校光电工程学院微纳制造与太赫兹山东省工程研究中心梁兰菊教授课题组设计了一款图案化GaN/石墨烯异质结与超表面集成的光电敏感器件，实现了93%的振幅调制和40°相位调制。研究成果以“Patterned GaN/Graphene Schottky Heterojunction-Metasurface Hybrid for Ultrasensitive Terahertz Modulation under Dual Stimuli”为题发表在 OPTICS EXPRESS 期刊上。

在太赫兹调制领域，灵敏度、调制深度、多维度等关键性能指标一直是备受关注的问题。因此本研究提出了一种基于图案化GaN/石墨烯异质结集成超表面的新型光电太赫兹调制器，通过调节光能量密度或偏置电压来控制图案化GaN/石墨烯异质结的电导率，成功实现了多维的主动动态太赫兹调制。

该器件基于图案化GaN/石墨烯异质结与超表面集成。通过光调制与电调制两种方式，将低功率密度的泵浦光与微弱偏置电压施加于该器件上,从而改变了异质结的肖特基势垒,进而调控异质结的电导率,实现了对太赫兹波的高灵敏、多维动态调制。在光功率达到170.0 mW/cm2 或偏置电压为4.0 V时,调制效果显著,最大振幅调制深度可达93%. 本研究展现了太赫兹波调制的定量可控性,并揭示了石墨烯费米能级狄拉克点附近受外部诱导变化的关键作用,为超高灵敏度的主动调制光子器件提供了坚实的平台。

该成果由枣庄学院、安徽理工大学、北京交通大学合作完成。研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省高校科技创新团队及人才支持计划等基金资助。

原文章链接网址：https://doi.org/10.1364/OE.565753

(文图/光电工程学院     编辑/邵清清     审核/汪涛)