石墨烯波导中自发辐射的表面等离激元增强

本工作分析了放置在由两层平行石墨烯单层与绝缘体间隔层构成的石墨烯波导附近的单发射体的自发辐射。在此情况下，该结构支持的本征模（如表面等离激元和波导模）为放置在波导附近的电偶极子提供了衰减通道。我们计算了对称和反对称本征模对衰减率的贡献，其作为频率和发射体取向的函数。我们的结果表明，由导模激发引起的自发辐射的改变，远低于通过激发对称和反对称表面等离激元引起的相应衰减，对于后者，自发辐射得到了显著增强。由于石墨烯波导中表面等离激元的高度限制，我们发现在整个存在表面等离激元模的频率范围内，垂直取向（相对于石墨烯片）发射体的衰减率是相同发射体平行取向时相应衰减率的两倍。与金属-介质结构（其中结构参数决定了这种发射的范围和幅度）不同，我们的工作表明，通过动态调节石墨烯的化学势，可以在很宽的范围内选择衰减率得到增强的频谱区域。