导致辐射发射的表面等离激元不稳定性

我们提出了一种基于混合半导体的新能量转换方法，通过将二维 (2D) 晶体层与厚导电材料相结合，将直流电场转换为太赫兹波，有望作为相干辐射源。该混合纳米结构可由单层或成对的石墨烯、硅烯 sheets 组成，或由半导体异质界面处产生的 2D 电子气组成。当电流通过某一层时，我们发现低频等离激元在超过临界波矢 $q_c$ 后可能变得不稳定。然而，对于远离导体的单个驱动层不存在不稳定性，而孤立的一对 2D 层的不稳定性仅发生在超长波长处。为了为这种自发辐射引入频率敏捷性，我们操控表面等离激元诱导的不稳定性，使其导致辐射发射（spiler），并通过选择导体电子密度、层间距、层与导体表面的距离以及驱动电流强度，使该过程发生在更短的波长处。预计 spiler 产生的太赫兹辐射可应用于化学分析、安全扫描、医学成像和电信领域。