1.3.1 国外相关现状

石墨烯研究快速发展源于2004年,英国A.K.Geim等人确切验证了石墨烯的稳定存在。后续包括韩国成均馆大学[40,41]的许多团队一直探索改进的制备工艺。在电磁学科领域内,代表性的团队及相关研究成果有:

美国IBM公司T.J.Watson研究中心Yuming Lin等人陆续实现了26GHz[42]、100GHz晶圆级场效应管样品[43]及超快光电探测器[44],在光通信领域也有建树[45],研究了石墨烯与电磁波的作用机理[46]、石墨烯的红外光频谱特征[47]、石墨烯等离激元损耗特性[48],并设计了对应的石墨烯光电探测器[49,50]可调控等离激元器件[51]。美国加州大学圣地亚哥分校Zhe Fei、D.N.Basov等人通过红外干涉条纹间接验证了石墨烯能够激发表面等离激元(Surface Plasmons)[52],并基于石墨烯等离激元做了许多基础研究与应用器件,如发现了石墨烯可用于双曲超材料[53]、研究了石墨烯纳米条带的边缘模式[54]、设计了基于石墨烯的超快光开关[55]。美国加州大学伯克利分校的科研人员设计了基于单层[56]、双层[57]石墨烯与硅波导混合的光电调制器,具有与现有CMOS工艺兼容的特点,并在有源可调控超材料方面开展了一些研究[58]。美国加州大学洛杉矶分校Liu Yuan等人也利用石墨烯实现了光电探测[59]、超级电容[60]等应用。美国莱斯大学Weilu Gao等人在石墨烯表面等离激元的激发与控制[61,62]、基于石墨烯的太赫兹调制器[63]、石墨烯覆盖硅波导的光通信调制器[64]方面开展了相关研究工作。美国Ames实验室Philippe Tassin等人讨论了金属和石墨烯对于设计超材料、等离激元器件时特性的差别[65],以及石墨烯在太赫兹器件的应用前景[66]。美国哈佛大学Yu Yao等人在基于石墨烯光电探测[67]、可调控光学天线[68]方面开展了相关工作。美国密歇根大学Lee Eunghyun等人研究了石墨烯数字式光电调制器[69]、光电探测[70,71]、太赫兹光源[72]、饱和吸收特性[73]。美国宾夕法尼亚大学Nader Engheta等人在基于石墨烯的表面等离激元[74]与变换光学[75,76]等领域有深入研究。美国圣母大学的科研人员在石墨烯的光电调制方面获得了许多成果[77-81],在此领域的研究学者还包括英国艾克赛特大学的Freddie Withers[82]、意大利高等师范学院的L.Vicarelli[83]等。英国曼彻斯特大学Xianjun Huang等人在石墨烯电磁隐身与防护材料方面开展了研究[84-86]。英国相关学者在石墨烯可调控圆极化选择表面[87],石墨烯的微波、毫米波吸波特性[88,89]及近场特性[90]方面有相关研究。瑞士洛桑联邦理工学院的Gomez-Diaz Juan Sebastian等人在石墨烯电磁特性方面也开展了广泛研究,包括石墨烯在微波、毫米波频段的阻抗特性[91],基于石墨烯的太赫兹器件(天线[92-96]、滤波器[97]、隔离器[98]、超材料[99,100])与红外(开关[101])器件,以及石墨烯的调控方法[102]、等离激元激发[103]、传输特性[104,105]、非局域电磁响应特性[106]、等效电路模型[107-109]与数值方法[110]。奥地利维也纳理工大学ThomasMueller、Alexander Urich等人在基于石墨烯的光电探测方面开展了深入研究[111-113]。西班牙卡塔赫纳理工大学D.Correas-Serrano等人设计了石墨烯太赫兹可调控低通滤波器[114]。新加坡国立大学Libo Gao等人在石墨烯转移技术[115]、氧化石墨烯微结构加工[116]方面提出了一些新的技术手段,并基于石墨烯设计了性能优异的光通信器件,如偏振器[117]、超快激光器[118]。新加坡南洋理工大学Qijie Wang在石墨烯功能器件方面开展的工作有光电探测[119]、激光光源[120,121]、波导(调制与衰减功能)[122]、布拉格反射器[123]等。