$\alpha$-MoO$_3$/石墨烯异质结构中的电荷转移双曲极化激元
介观与纳米尺度物理
2024-05-17 v1 应用物理
摘要
电荷转移是一种基本的界面过程，可被用于光探测、光伏和光合作用。最近，电荷转移被应用于纳米光子学中，通过引入额外的非极化激元材料来激活电荷转移，从而改变等离激元极化激元。然而，极化激元材料之间的直接电荷转移尚未被证实。我们报道了在 -MoO/石墨烯的纯极化激元范德华 (vdW) 异质结构中的直接电荷转移。通过对 vdW 异质结构中电荷转移双曲极化激元的红外纳米成像，我们提取出石墨烯的费米能量为 0.6 eV。这种异常高的费米能量归因于石墨烯与 -MoO 之间的电荷转移。此外，我们在多个能量-动量色散分支中观察到了电荷转移双曲极化激元，其波长延长高达 150\%。在 DFT 计算的支持下，我们发现石墨烯与 -MoO 之间的电荷转移在机械组装的 vdW 异质结构中是不存在的，这归因于外延生长的 vdW 异质结构中保留了相对原始的异质界面。我们工作中展示的直接电荷转移和电荷转移双曲极化激元，为开发纳米光学回路、计算器件、通信系统以及光与能量操控器件带来了巨大前景。
引用
@article{arxiv.2405.08984,
title = {Charge-Transfer Hyperbolic Polaritons in $\alpha$-MoO$_3$/graphene heterostructures},
author = {J. Shen and M. Chen and V. Korostelev and H. Kim and P. Fathi-Hafshejani and M. Mahjouri-Samani and K. Klyukin and G-H. Lee and S. Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.08984},
year = {2024}
}