含支节弹道纳米结构中的等离激元：传输线方法

弹道场效应晶体管（FETs）中的等离子体波不稳定性有望用于开发灵敏的太赫兹（THz）探测器与高效 THz 源。实现高效谐振等离激元探测与生成的一个困难在于确保接触端与异质界面处的恰当边界条件并调控等离子体速度。我们提出使用宽度增大的可调窄沟道区域（称之为“支节”，stubs）来优化边界条件并控制等离子体速度。我们利用传输线（TL）类比，为 THz 等离激元器件建立了紧凑模型。该问题的数学形式类似于带支节的传输线数学。我们应用该模型证明支节可有效控制边界条件和/或界面条件。我们推导并求解了含支节器件的色散方程，表明周期或非周期支节系统能在宽范围内以可控方式减慢等离子体波。我们的结果表明，支节设计提供了一种实现最优边界条件的方法，也可用于多指结构——支节等离激元晶体——从而提升 THz 电子探测器、调制器、混频器、频率倍增器与源的性能。