利用磁光石墨控制量子光发射的左手-右手近场效应

我们理论性地探讨了利用石墨的大磁光响应来主动控制量子光源光子发射的策略。分析了石墨的量子电动力学响应——以净普尔因数和近距离发射器的兰姆位移为特征——针对延伸的二维薄片、一维纳米带和零维纳米盘进行研究，这些结构在垂直静磁场下都具备内在的左手-右手近场响应。通过这些系统的严格半解析模型，我们揭示了发射性能可通过掺杂电荷载浓度和施加磁场强度的变化而相对于磁极化共振（红外频率）和Shubnikov-de Haas振荡（进入通信频段）进行调节，这些振荡与离散兰德尔能级之间光学跃迁相关。石墨纳米带中的局域化磁极化共振被预测可诱导量子发射器中左手圆极化跃迁和右手圆极化跃迁之间巨大的失对称性，具有左手量子光波导的应用前景。这种左手失对称性在左旋圆磁性石墨纳米盘中进一步得到增强，表明纳米结构石墨近场场的空间形状显著放大了由磁场诱导的固有左手响应。这些结果表明，磁光石墨是量子光在纳米尺度上生成和操控的一种通用且高度可调平台。