理学院应用物理系光学工程学科博士生甘雪涛(导师：赵建林教授)在美国哥伦比亚大学电子工程系联合培养期间，与该系Dirk Englund教授、Tony F. Heniz教授等合作，以第一作者身份完成了题为“Strong Enhancement of Light–Matter Interaction in Graphene Coupled to a Photonic Crystal Nanocavity”(光子晶体纳米腔耦合石墨烯中剧烈增强的光与物质相互作用)的重要研究论文，并发表在国际纳米技术领域顶级期刊《纳米快报》 [Nano Letters，DOI: 10.1021/nl302746n, IF=13.198] 上。西北工业大学理学院是第二完成单位。同时，该论文工作很快(2012年10月26日)被欧洲物理学会的“纳米技术网站”(Nanotechweb.org)作了标题为《纳米腔有助于石墨烯吸收更多的光》(Nanocavity helps graphene absorb more light)的专题评论(http://nanotechweb.org/cws/article/tech/51283)。此外，该项研究进展还被选为近期举行的美国光学学会2012年会(Frontier in Optics, 2012.10)的Postdeadline大会报告(http://www.opticsinfobase.org/abstract.cfm?URI=FiO-2012-FW6C.9)。
石墨烯(graphene)是由单层碳原子构成的真正二维新型材料。自从2004年首次被Geim和Novoselov报道以来，石墨烯中不断被发现的新颖电子和力学特性引起了科学工作者的巨大研究兴趣，并于2010年授予诺贝尔物理学奖。石墨烯的线性能带结构使其具有独特的光学特性，例如：在可见和红外波段具有恒定的光学吸收率、低饱和吸收阈值、高非线性系数等。同时，石墨烯中的电子具有“狄拉克”(Dirac)粒子特性，具有现有材料中电子最高的移动速度。因此，石墨烯为下一代高频(>100GHz)光电子器件(例如：电光调制器，光电探测器、锁模激光器等)提供了首选材料。
然而，由于石墨烯仅具有单层碳原子，其与光的相互作用长度很短(大约0.34×10-9米)，从而局限了对其光学性质的研究及应用。在这篇论文中，作者通过将石墨烯与光子晶体纳米谐振腔进行耦合来增强光与物质的相互作用。纳米腔的共振模使得光子在亚波长范围内被反射上万次(取决于腔的品质因子)，从而使光子与石墨烯的相互作用被大大增强。甘雪涛等在所制作的器件上观察到了100倍的增强效率。此项工作的意义在于为石墨烯与电磁波相互作用及新型石墨烯光电子器件的研究开辟了一个全新的研究方向。
甘雪涛于2010-2012年间，在国家留学基金委“建设高水平大学公派研究生”项目和Dirk Englund教授的资助下以联合培养的方式在美国哥伦比亚大学交流学习，主要从事纳米光子学及石墨烯等相关研究。其另一篇研究论文《基于二维平面光子晶体腔阵列的高分辨光谱仪》(A high-resolution spectrometer based on a compact planar two dimensional photonic crystal cavity array)，旨在发展一种超高分辨率的便携式光谱仪，发表在今年上半年的《应用物理快报》(APPL. PHYS. LETT. 100, 231104 (2012)，并被《自然·光子学》(Nature Photonics)作了专题评论(http://www.nature.com/nphoton/journal/v6/n8/full/nphoton.2012.200.html)。
