掺杂硅量子点作为相干表面等离激元源
光学
2018-11-14 v1
摘要
在本工作中，我们提出使用掺杂硅量子点（SiQD）作为相干表面等离激元（SPASER）的源。利用全量子力学处理，从理论上研究了单个 SiQD 中发生激射（spasing）的可能性。我们表明，只要等离激元模式的质量因子超过某一最小值，掺杂 SiQD 中即可发生激射。该最小值取决于 SiQD 的尺寸和掺杂浓度。它可用于在硅技术中设计作为 SPASER 的最优结构。将质量因子的条件转化为半径的条件，结果表明对于给定的局域表面等离激元（LSP）模式，半径应小于某一临界值。该值仅取决于模式指数。推导了用于设计所需的关系式，并作为该方法可行性的示例，设计了一个中红外 SPASER。此外，我们通过在石墨烯层上排布掺杂 SiQD 阵列，提出了一种更具实用性的器件。将石墨烯的表面等离极化激元（SPP）模式与 SiQD 的 LSP 模式耦合，导致强而超窄的相干 SPP 光束外耦合，可用于实际可能的应用。
引用
@article{arxiv.1801.03646,
title = {Doped Silicon Quantum Dots as Sources of Coherent Surface Plasmons},
author = {Sadreddin Behjati Ardakani and Rahim Faez},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.03646},
year = {2018}
}
备注
6 pages, 4 figures