Leozhang 译

　　德国德累斯顿，2014年11月25日-在强磁场作用下，对石墨烯中电子的动力学研究有望促进新型宽带激光器的研制。

　　由德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心(HZDR)领导的国际研究小组将石墨烯放置在4特斯拉的磁场内，在磁场的作用下，迫使材料中的电子形成特定的能级，该能级被称为朗道能级。

　　用自由电子激光器对这些能级进行了研究。

在石墨烯中发现，电子通过俄歇散射被重新分配。

　　博士生Martin Mittendorff说：“激光脉冲激发电子，使它跃迁到特定的朗道能级。然后，用有时间延迟的脉冲来探测该系统如何运作。”研究人员发现，激光泵浦了一些新电子进入朗道能级，然后这些朗道能级又以意想不到的方式逐渐被掏空。他们认为这是由电子间的碰撞导致的。

　　Stephan Winnerl博士做了一个类比来解释这个过程：“想象一下，一个图书馆管理员整理一个三层书架上的图书，她一次放置一本书，把在书架较低搁板的书放到中间搁板。她的儿子也一起‘帮’她整理，每次从中间搁板拿两本书，一本放在顶部搁板，一本放在较低的搁板上。她的儿子非常希望中间搁板上放置的书的数量减少，即使中间隔板正是他妈妈希望放满书的搁板。”Winnerl说研究人员并不希望这个被称为俄歇散射的效应太强或者耗散掉能级上的电子。

　　将石墨烯放置在磁场中发现了很多效应，电子在这种体系中的动力学之前并没有被研究过。研究人员认为他们发现的这个现象具有实现激光的可能性，而且产生的激光波长在红外和太赫兹范围可以任意调谐。

通过HZDR的自由电子激光器发出的强光，可以在原子尺度上检测材料。

　　Winnerl说：“很长一段时间以来，这种朗道能级激光器被认为是无法实现的。但是现在，利用石墨烯，半导体物理学家的梦想有可能会变为现实。”

　　这项工作是由DFG德国研究基金会资助，研究成果发表在Nature Physics (doi: 10.1038/nphys3164).

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