硅光子学被以为是在近红外波段1.31/1.55μm进行现代光通信的关键技能，现在，硅光子学研讨人员现已测验将该技能扩展到超越1.55μm（例如2μm）的波长带，用于在光通信、非线性光子学和片上传感中的重要使用。但是，在1.55μm以上的高功能硅基波导光电探测器的完成依然面临着应战，这是由于存在一些制造问题和波长带宽的约束。
作为另一种挑选，如石墨烯等二维资料供给了一种很有出路的解决方案，由于它具有宽作业波长的才能，并且在规划和制造中避免了结构失配的长处。在《光：科学与使用》期刊上宣布的新研讨中，浙江大学和东南大学的科学家，经过引进一种新式的硅-石墨烯混合等离子体波导，提出并演示了超越1.55μm的高功能波导光电探测器。
特别地，引进了顶部带有金属帽的超薄宽硅脊核心区，以取得共同的模场散布，然后增强了石墨烯的光吸收。此外，与以往的硅-石墨烯混合波导比较，制造简略，石墨烯-金属触摸电阻下降。例如，关于20μm和50μm长的吸收区，当作业在1.5μm和2μm时，石墨烯的吸收功率别离高达54.3%和68.6%。关于作业在2μm的光电探测器，测量到的3dB带宽>20 GHz(受试验设备的约束)。
在-0.3V偏置电压下，关于0.28 mW的输入光功率，其呼应度为30-70 mA/W。关于作业在1.55μm的光电探测器，3dB带宽>40 GHz(受设置的约束)，而在-0.3V偏置电压下，关于0.16 mW的输入光功率，测得的呼应度约为0.4A/W。研讨详细剖析了石墨烯光电探测器的机理，以为在零偏压下作业时，光热电效应是光呼应的首要机理。当光电探测器在非零偏压下作业时，主导机制变成测辐射或光导效应。
这种归纳剖析有助于更好地了解石墨烯-金属界面中光电流的发生。科学家们总结了他关键：研讨现已提出并展现了超越1.55μm的高功能硅-石墨烯混合等离子体波导光电探测器。特别是，经过引进一个顶部有金属帽的超薄宽硅脊核心区，使用了一种新式硅-石墨烯混合等离子体波导。光学形式场能够在笔直和水平方向上进行操作，因而，石墨烯中的光吸收得到了增强，一起金属吸收丢失最小。
这极大地有助于在短吸收区域内完成石墨烯的满足光吸收。研讨展现了作业在2μm的硅-石墨烯波导光电探测器，3dB带宽在20μ以上。在输入光功率为0.2 mW的偏置电压为-0.3V时，测得的呼应度为30-70 mA/W。在1.55μm的光电探测器也体现出了优异功能。本研讨为在硅上完成近红外/中红外波段的高呼应度和高速波导光电探测器铺平了路途。
在未来的研讨中，应该更多地尽力引进一些特别结结构，以最大极限地削减暗电流，并进一步扩展作业波长频带。石墨烯波导光电探测器可能在中红外硅光子学中发挥及其重要的效果，这将在时刻分辩光谱、芯片上试验室传感、非线性光子学以及光通信方面发挥及其重要的效果。
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