基于石墨烯的单原子厚红外超材料与变换光学

我们在此从理论上证明，通过设计和操控单层石墨烯薄片上空间非均匀、非均匀的电导率图案，这种单原子层材料可以作为红外超材料和变换光学器件的“单原子厚”平台。已知通过使用栅极电场和/或磁场改变化学势，石墨烯在太赫兹和红外频率下的电导率可以改变。这种多功能性提供了在单层石墨烯薄片上的不同“斑块”具有不同电导率的可能性，从而提出了一种构建“单原子厚”红外超材料和变换光学结构的机制。我们的计算机模拟结果为设想众多红外光子功能和超材料概念铺平了道路——所有这些都在一个“单原子厚”平台上——我们在此列举几个：边缘波导、引导光的弯曲带状路径、光子分束器和合束器、作为“平面国”超材料构建块的“单原子厚”红外散射元件、作为平面国超透镜的窄带、以及作为傅里叶和变换光学工具的“单原子厚”亚波长红外透镜。