石墨烯单层上能量转移效率的动力学调谐
光学
2015-06-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
本文对置于导电石墨烯单层上方的量子系统之间的自发辐射和能量转移速率进行了理论调查。确定了量子系统与石墨烯表面等离激元极化激元之间强耦合和弱耦合的条件，随后我们 exclusively 关注弱耦合机制。接着，我们计算了石墨烯上表面等离激元模式的色散关系，并通过改变化学势，展示了对其共振频率的良好控制。利用格林张量形式体系，我们计算了置于石墨烯单层附近的量子系统的自发辐射和能量转移速率。单个量子系统的自发辐射速率在靠近石墨烯单层时增强了几个数量级，我们表明这种增强几乎完全归因于表面等离激元模式的激发。当考虑两个量子系统之间的能量转移速率时，我们在靠近石墨烯单层处发现了类似的几个数量级的增强。当供体和受体彼此靠近时，它们之间的直接相互作用占主导地位，但由于石墨烯单层的存在，这种行为偏离了其自由空间行为。随着供体 - 受体间距的增加，它们的直接相互作用被通过表面等离激元模式的相互作用所掩盖。由于石墨烯上表面等离激元模式具有较大的传播长度（数百纳米），这种能量转移速率的增强在沿石墨烯单层的大供体 - 受体间距下依然保持。
引用
@article{arxiv.1412.1949,
title = {Dynamical Tuning of Energy Transfer Efficiency on a Graphene Monolayer},
author = {Vasilios D. Karanikolas and Cristian A. Marocico and A. Louise Bradley},
journal= {arXiv preprint arXiv:1412.1949},
year = {2015}
}