展现强非局域与电子量子化效应的可扩展近红外石墨烯等离激元谐振器
应用物理
2020-05-20 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
石墨烯等离激元谐振器因其电可调谐性与大限制因子（可极大增强光-物质耦合）而在太赫兹与中红外波段被广泛研究。本工作中，我们证明石墨烯等离激元的特征标度律在更小（< 40 nm）等离激元波长下发生改变，将石墨烯等离激元谐振器的工作频率拓展至近红外（NIR）并改变其光学限制特性。我们采用一种新颖的自下而上嵌段共聚物光刻方法，相较自上而下的方法大幅改进，在厘米尺度面积上制备出窄至 12 nm 的谐振器。对这些结构的测量揭示其等离激元共振受非局域与量子效应强烈影响，将其共振频率推入 NIR（2.2 μm），几乎是先前实验工作频率的两倍。同时，这些谐振器的限制因子达到 137 ± 25，为文献中报道的光学腔最大者之一。尽管我们的发现表明某些“禁戒”跃迁的增强比预测弱一个数量级，但这些结构所兼具的 NIR 响应与大限制因子使其成为探索超强增强自发辐射的有吸引力平台。
引用
@article{arxiv.2005.09053,
title = {Scalable near-infrared graphene plasmonic resonators exhibiting strong non-local and electron quantization effects},
author = {Joel. F. Siegel and Jonathan H. Dwyer and Anjali Suresh and Nathaniel S. Safron and Margaret Fortman and Chenghao Wan and Jonathan W. Choi and Wei Wei and Vivek Saraswat and Wyatt A. Behn and Mikhail A. Kats and Michael S. Arnold and Padma Gopalan and Victor W. Brar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.09053},
year = {2020}
}
备注
4 Figures. Supplement included