一种可调谐球形石墨烯等离激元激射器

本文提出了一种用于等离激元激射（spasing）的新结构。所提出的等离激元激射器由一个支持局域表面等离激元模式的石墨烯纳米球和一个作为增益介质的量子点阵列构成。增益介质由外部激光源泵浦。由于所有等离激元均承载于石墨烯平台上，该结构具有高度局域、长寿命的相干表面等离激元特性。整个结构采用全量子力学描述进行理论分析。所提议的等离激元激射器的主要优势在于，可通过改变石墨烯费米能级实现简单调谐，这可在制备时通过化学掺杂或静电门控来实现。我们建议利用该等离激元激射器在石墨烯片上激发相干、长程表面等离激元。该激射器的近场与石墨烯片上的表面等离激元耦合，并补偿了表面等离激元与光子之间的大动量失配。