石墨烯引起金膜表面等离激元共振的大偏移：面向原子级薄材料的有效介质理论
光学
2020-01-08 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
尽管将石墨烯建模为通过剥离或化学气相沉积（CVD）合成的 0.34 纳米厚光学薄膜已取得成效，但石墨烯引起的金膜表面等离激元共振（SPR）偏移仍存在争议。本文通过开发一种洁净的 CVD 石墨烯转移方法并将 Maxwell-Garnet 有效介质理论（EMT）推广至二维材料，报道了对该争议的解决。获得了 0.24 的 SPR 偏移，其与二维 EMT 吻合良好——在该理论中皱褶石墨烯被视为 3 纳米石墨烯/空气层状复合材料，并与原子力显微镜测得的平均粗糙度一致。由于二维 EMT 的各向异性内置边界条件与石墨烯的光学各向异性相容，石墨烯可被建模为厚于 0.34 纳米的薄膜而不改变其光学性质；然而，其实际粗糙度即有效厚度将显著改变其对强面外场的响应，导致更大的 SPR 偏移。
引用
@article{arxiv.1904.08308,
title = {Graphene Induced Large Shift of Surface Plasmon Resonances of Gold Films: Effective Medium Theory for Atomically Thin Materials},
author = {Md Kamrul Alam and Chao Niu and Yanan Wang and Wei Wang and Yang Li and Chong Dai and Tian Tong and Xiaonan Shan and Earl Charlson and Steven Pei and Xiang-Tian Kong and Yandi Hu and Alexey Belyanin and Gila Stein and Zhaoping Liu and Jonathan Hu and Zhiming Wang and Jiming Bao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.08308},
year = {2020}
}
备注
18 pages, 5 figures