为获得脉冲宽度窄、波形对称性好、输出性能稳定的脉冲激光,设计了一种基于石墨烯量子点与二硫化钼的1064 nm双被动调Q激光器。该激光器采用结构简单的线形腔结构,以808 nm LD为抽运源、Nd∶YVO4为增益介质。分别采用水热法和锂离子-插层法获得了石墨烯量子点溶液与二硫化钼溶液。经旋涂、烘干等工艺制备出可饱和吸收体,作为被动调Q器件。相比于单被动调Q激光器,双被动调Q激光器输出的激光脉冲宽度更窄、脉冲波形对称性更好。当抽运功率为12.9 W时,实验测到的调Q激光脉冲宽度为180 ns,重复频率为1085 kHz,信噪比为44 dB,平均输出功率为595 mW。

通过求解无限质量边界条件下石墨烯量子盘(GQDs)电子狄拉克方程，获得了电子能带结构，在此基础上理论研究了石墨烯量子盘的双光子吸收(TPA)性质，得到了任意尺寸分布函数下导带内电子跃迁引起的双光子吸收系数的解析表达式，及双光子跃迁选择定则。研究结果表明，双光子吸收系数的峰值比传统的半导体量子点的大8个数量级左右，石墨烯量子盘的能谱和双光子吸收谱可以通过石墨烯量子点的尺寸、尺寸分布函数和电子的弛豫能来调控。

石墨烯具有一系列特殊的物理和化学性质，因而近年来受到人们的极大关注。然而目前石墨烯在光电子领域的应用尚不广泛，其主要原因是由石墨烯的半金属性决定的，所以将石墨烯由半金属转变为半导体就成为人们关注的一个焦点问题。我们针对石墨烯能带调制问题开展了系统的石墨烯基材料与器件的制备研究，开发了单层、双层石墨烯的CVD 制备技术、氧化石墨烯的“Tang-LauMethod”制备技术、石墨烯量子点的微波辅助水热制备技术及软模板制备技术、氯/硫掺杂石墨烯量子点水热制备技术等。系统地研究了制备参数对石墨烯基材料的性质影响，探讨了尺寸效应、掺杂元素等因素对石墨烯基材料能级的影响，成功制备得到了一系列具有半导体性质的石墨烯基材料，并初步探讨了这些材料在光电器件中的应用。我们经过多年的研究，掌握了石墨烯基材料制备的核心技术，并成功建立了一套石墨烯能带调制技术。

通过化学裁剪法打开碳纳米管获得了粒径一致、性能稳定、具有蓝色荧光的石墨烯量子点。该方法属于化学溶液法,具有成本低廉、工艺简单、条件易控等优势。将该样品与半导体聚合物按一定比例混溶, 通过旋涂技术形成基于石墨烯量子点掺杂的聚合物复合薄膜, 进而制成柔性存储器。该柔性可弯曲存储器具有低驱动电压、接近103的ON/OFF 比率、较好的循环次数, 较好的重复性和稳定性。该研究结果为柔性有机存储器领域的研究展开了新的方向。