石墨烯异质结构中的宽带栅极可调谐太赫兹等离子体
光学
2018-02-07 v1
摘要
石墨烯，一种独特的蜂窝状晶格碳二维材料，在服从线性色散的准粒子狄拉克费米子的驱动下，已在电子学、力学和热输运领域带来了显著突破。在此，我们展示了一种反向泵浦的全光差频过程，以相干地生成和控制原子层石墨烯中的太赫兹等离子体，具有倍频程可调性和高效率。我们利用石墨烯固有的表面不对称性获得强大的二阶非线性极化率 chi(2)，这与紧密的等离子体场约束一起，在太赫兹频率下实现了稳健的差频信号。石墨烯上的反向泵浦谐振过程独特地同时实现了能量和动量守恒。因此，我们展示了一种双层石墨烯异质结构，该结构实现了太赫兹等离子体的电荷和栅极可调性，范围超过一个倍频程，从 9.4 THz 到 4.7 THz，仅受泵浦放大器光学带宽的限制。理论建模通过随机相位近似（包含声子耦合、可饱和吸收，并在朗道阻尼以下），支持了我们的单伏特级栅极调谐和受光学带宽限制的 4.7 THz 相位匹配测量，从而预测并理解了石墨烯载流子等离子体物理。
引用
@article{arxiv.1710.01940,
title = {Broadband gate-tunable THz plasmons in graphene heterostructures},
author = {Baicheng Yao and Yuan Liu and Shu-Wei Huang and Chanyeol Choi and Zhenda Xie and Jaime Flor Flores and Yu Wu and Mingbin Yu and Dim-Lee Kwong and Yu Huang and Yunjiang Rao and Xiangfeng Duan and Chee Wei Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.01940},
year = {2018}
}