量子发射体邻近半空间石墨烯纳米结构时的光-物质相互作用
光学
2019-12-11 v1 量子物理
摘要
在静电 regime 下使用半解析方法，研究了放置在石墨烯半空间纳米结构边缘附近的量子发射体(QE)的Purcell因子与自发辐射谱。该半空间几何支持一个边缘表面等离极化激元(SP)模式和一个体表面等离极化激元模式。当QE的发射能量与共振能量模式匹配时，在特定面内波矢值下、于nm的分离距离处，其Purcell因子增强了八个数量级以上。不同的跃迁偶极矩取向对QE的增强因子影响不同，导致在半空间几何上方不同位置处呈现强烈的各向异性行为。给出了场分布，清晰显示了纳米结构边缘处SP模式的激发。此外，我们展示了邻近半空间石墨烯纳米结构的QE的自发辐射谱，并表明可能出现强光-物质耦合。当自由空间寿命为ns的QE放置在距石墨烯半空间边缘nm处时，发现了eV的Rabi分裂。我们的工作可用于设计未来结合QE与石墨烯纳米结构的量子应用。
引用
@article{arxiv.1904.06740,
title = {Light-matter interaction of a quantum emitter near a half-space graphene nanostructure},
author = {Vasilios Karanikolas and Pelin Tozman and Emmanuel Paspalakis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.06740},
year = {2019}
}
备注
10 pages, 6 figures, submitted in Phys. Rev. B