石墨烯纳米岛中的非凡非线性等离激元学

非线性光学过程依赖于光子通过与物质耦合而实现的内在微弱相互作用。不幸的是，许多非线性光学应用因传统材料的微小响应而受到严重阻碍。金属纳米结构在一定程度上缓解了这种情况，因为其局域等离激元 associated 的巨大光增强将其非线性响应放大至创纪录的高水平。石墨烯承载着长寿命、电可调的等离激元，这些等离激元也与光发生强烈相互作用。在此，我们表明石墨烯纳米岛的非线性极化率可通过电调节，超过类似尺寸金属纳米粒子几个数量级。这种非凡行为延伸至可见光和近红外区域，适用于由数百个碳原子组成并掺杂适度载流子密度的纳米岛。我们对纳米石墨烯等离激元增强光学响应的量子力学模拟揭示，该材料是开发电可调非线性光学纳米器件的理想平台。