利用透明石墨烯超晶格中的等离子体激元操控红外光子
介观与纳米尺度物理
2012-04-26 v1
摘要
超晶格是能够控制电子流的人工周期纳米结构。其运行通常依赖于电子波传播方向上电势的周期调制。在此，我们展示了透明石墨烯超晶格，它能够利用载流子的集体振荡（即多层石墨烯集合的等离子体激元）来操控红外光子。该超晶格通过交替沉积晶圆级石墨烯片和薄绝缘层，然后将它们一起图案化为三维光子晶体结构而形成。我们实验证明，这种石墨烯超晶格中狄拉克费米子的集体振荡明确是非经典的：与掺杂单层石墨烯相比，将载流子分布到多层石墨烯中会强烈增强等离子体共振频率和幅度，这与传统半导体超晶格根本不同。这一特性使我们能够利用仅含五层石墨烯原子的超晶格构建广泛可调的远红外陷波滤波器（抑制比8.2 dB）和太赫兹线性偏振器（消光比9.5 dB）。此外，未图案化的超晶格可屏蔽高达97.5%的低于1.2太赫兹的电磁辐射。这一演示也为实现其他透明中远红外光子器件（如探测器、调制器和三维超材料系统）开辟了道路。
引用
@article{arxiv.1202.5235,
title = {Manipulating infrared photons using plasmons in transparent graphene superlattices},
author = {Hugen Yan and Xuesong Li and Bhupesh Chandra and George Tulevski and Yanqing Wu and Marcus Freitag and Wenjuan Zhu and Phaedon Avouris and Fengnian Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1202.5235},
year = {2012}
}
备注
under review