石墨烯在高频领域的研究现状及发展趋势

，为石墨烯纳米材料在毫米波和太赫兹通信领域的应用提供了重要参考，在隐身材料方面也具有广阔的应用前景。研究成果《Experimental demonstration of a transparent graphene millimetre wave absorber with 28% fractional bandwidth at 140 GHz》 2014年2月14日发表在《Nature》子刊 《Scientific Reports》上。

吴边副教授的主要研究方向包括滤波器理论与技术、微波器件与天线，以及石墨烯与太赫兹器件等。

2015年2月消息：中国科学院微电子研究所微电子所微波器件与集成电路研究室（四室）研究员金智带领的团队，对石墨烯的材料生长、转移和石墨烯射频器件的制备进行了深入、系统的研究，制备出了具有极高振荡频率的石墨烯射频器件。四室研究团队利用旋涂的方法在石墨烯表面形成BCB薄膜，并以此作为种子层进行了氧化铝介电层的沉积生长。该方法不仅具有极好的工艺可控性，由于BCB特殊的化学结构，避免了对石墨烯性能的不利影响，实现了高性能石墨烯射频器件的制备。

2015年4月消息：中国科学院上海微系统与信息技术研究所在锗基石墨烯应用研究中取得新进展。信息功能材料国家重点实验室SOI材料课题组在国际上首次采用单侧氟化石墨烯作为锗基MOSFET的栅介质/沟道界面钝化层，调制界面特性，有望解决未来微电子技术进入非硅CMOS时代，锗材料替代硅材料所面临的栅介质/沟道界面不稳定的难题。研究论文Fluorinated graphene in interface engineering of Ge-based nanoelectronics 以卷首插图(Frontispiece)形式于3月25日在Advanced Functional Materials上发表(25(12): 1805-1813, 2015; DOI: 10.1002/adfm.201404031)。

2015年6月消息：天津大学精密仪器与光电子工程学院、太赫兹研究中心张伟力教授团队在太赫兹波产生、探测和人工电磁媒质等研究领域取得了多项具有国际原创性的研究成果，相关研究工作分别发表在《Nature Communications》、《Advanced Materials》、《Physical Review Letters》等国际著名学术刊物上。该团队博士生李泉、青年教师田震、韩家广教授等提出了基于石墨烯和半导体的太赫兹波调控的新方法，即采用石墨烯-硅的复合结构，在低功率连续激光的激励下，利用极低的电压（0.1－4伏）即可实现对太赫兹信号的大幅度调制，其调制深度高达83%，带宽覆盖0.4－2THz范围。在此基础上研制的太赫兹集成化器件，实现了对太赫兹波的正向偏压导通、负向偏压截止的光学"二极管"效应。该研究成果为太赫兹二维材料和器件的发展奠定了重要基础，在宽带太赫兹波调制器、太赫兹波整流、太赫兹波通信等领域有十分重要的应用前景。

2015年6月消息：武汉光电国家实验室超快光学团队陆培祥教授、王兵教授、博士生柯少林等针对十字形石墨烯阵列结构进行了系统的数值模拟。研究表明，在红外和太赫兹波段，阵列结构中产生的表面等离激元共振可以有效地增强石墨烯对光的吸收。当十字形结构的臂宽增大时，即使石墨烯的占有率很低，也可以产生强烈的吸收。此外，增加石墨烯化学势和电子弛豫时间可以显著地增强吸收。研究表明，如果采用互补结构，吸收将会得到进一步增强。利用多层结构还可实现双峰吸收和宽带吸收。该研究成果系统展示了石墨烯周期微结构的光吸收增强及其可调特性，在太阳能电池、发射器、传感器、空间光调制器等光电子器件中潜在的应用价值。

2015年9月消息：中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室研制成功可集成的石墨烯量子芯片单元。该实验室固态量子芯片组郭国平教授与合作者成功实现了石墨烯量子点量子比特和超导微波腔量子数据总线的耦合，首次测定了石墨烯量子比特的相位相干时间及其奇特的四重周期特性，并首次在国际上实现了两个石墨烯量子比特的长程耦合，为实现集成化量子芯片迈出了重要的一步。系列成果分别在《物理评论快报》[Phys. Rev. Lett. 115, 126804 (2015)]和《纳米快报》[Nano Lett. DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b02400(2015)]上发表。

两个石墨烯量子比特与超导微波腔长程耦合样品图和测量装置示意图

郭国平研究组在2008年提出将超导腔引入半导体量子芯片做量子数据总线的理论方案[Phys. Rev. Lett.101, 230501 (2008)]后，经过近7年的努力先后攻克了石墨烯全电控单双量子点的制备、石墨烯量子比特的设计构造等系列难关，研发了具有自主知识产权的新型超导微波谐振腔，最终实现了超导微波腔与石墨烯量子比特的复合结构。实验测试表明该新型超导量子数据总线与石墨烯量子比特的耦合强度达到30MHz，在未来大规模集成的量