石墨烯 - 氮化硼异质结构中高度受限的低损耗等离激元
介观与纳米尺度物理
2015-04-21 v1 材料科学
摘要
石墨烯等离激元被预测同时具有超强的场约束能力和极低的阻尼，从而为深亚波长超材料、单光子非线性、极强的光 - 物质相互作用和纳米光电器件开启了新的器件类别。虽然所有这些广阔前景都需要低阻尼，但迄今为止观察到了强烈的等离激元阻尼，有人提出石墨烯中的杂质散射和多体效应是可能的解释。随着范德华异质结构的出现，人们开发了将石墨烯与其他原子级平坦材料集成的新方法。在这封信中，我们利用近场显微镜对封装在两层六方氮化硼（h-BN）薄膜之间的高质量石墨烯中传播的等离激元进行了成像。我们在实空间中确定了色散关系，特别是等离激元阻尼。我们发现了前所未有的低等离激元阻尼与强场约束相结合的现象，并确定主要的阻尼通道为石墨烯中的本征热声子和 h-BN 中的介电损耗。对低等离激元阻尼的观测和深入理解是开发石墨烯纳米光子和纳米光电器件的关键。
引用
@article{arxiv.1409.5674,
title = {Highly confined low-loss plasmons in graphene-boron nitride heterostructures},
author = {Achim Woessner and Mark B. Lundeberg and Yuanda Gao and Alessandro Principi and Pablo Alonso-González and Matteo Carrega and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Giovanni Vignale and Marco Polini and James Hone and Rainer Hillenbrand and Frank H. L. Koppens},
journal= {arXiv preprint arXiv:1409.5674},
year = {2015}
}