含量子发射器的石墨烯纳米结构中的全等离激元开关效应
介观与纳米尺度物理
2023-02-02 v1
摘要
含低维量子发射器的前瞻性二维材料中的非线性等离激元效应，可成为制造快速全等离激元触发器、晶体管与传感器的新技术平台的基础。本文考虑了在纳米结构化石墨烯薄片附近放置量子纳米线（NW）的系统中实现强等离激元-激子耦合的条件。在强耦合条件下，研究了沿集成有加载核壳半导体 NW 的存根纳米谐振器的石墨烯波导传播的两个表面等离极化激元（SPP）模式之间的非线性相互作用。利用二维全波电磁仿真，我们研究了对于分别调谐至 NW 带间与带内跃迁的强泵浦 SPP 与弱信号 SPP，带 NW 存根的不同透射率机制。我们发现了一种 NW-SPP 相互作用机制，对应于当泵浦 SPP 关闭时信号 SPP 透射率低于 7% 的相消干涉。相反，开启泵浦 SPP 导致存根中转变为相长干涉，并将信号 SPP 透射率增强至 93%。在我们的模型中，等离激元开关效应以 50 GHz 的速率发生在波长 8 um 处，针对局域于加载核壳 InAs/ZnS NW 的 20 nm 石墨烯存根内的信号 SPP。
引用
@article{arxiv.2302.00144,
title = {All-plasmonic switching effect in the graphene nanostructures containing quantum emitters},
author = {M. Yu. Gubin and A. Yu. Leksin and A. V. Shesterikov and A. V. Prokhorov and V. S. Volkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.00144},
year = {2023}
}
备注
19 pages, 13 figures