石墨烯等离激元在突变界面处的散射：解析与数值研究

我们讨论了石墨烯表面等离极化激元(SPPs)在具有不同掺杂水平和/或不同衬底介电常数的两个半无限石墨烯薄片界面处的散射。我们考虑了散射过程中的推迟效应与自由辐射发射。我们推导了SPPs的反射与透射系数以及所发射自由辐射相应量的近似解析表达式。我们表明该散射问题可重构为第二类弗雷德霍姆方程。该方程随后可通过级数展开求解，级数的第一项对应于我们对反射与透射振幅的近似解析解。我们发现散射过程中几乎无自由辐射发射，且在典型实验条件下后向散射SPP传输的能量极少。本工作提供了不同费米能级界面处石墨烯等离激元散射的理论描述，这可能有助于实现等离激元电路元件（如等离激元透镜或反射镜），以及通过调制石墨烯势景观来控制等离激元传播。