利用石墨烯扫掠太赫兹表面等离激元的等离子体频率
光学
2021-11-16 v1
摘要
等离子体频率是表面等离激元（SPP）波低损耗传播与倏逝衰减的频谱边界，对应于高截止现象，通常用于识别 SPP。在太赫兹（THz）频率下，带有周期性金属沟槽的金属线可模拟传统的光学 SPP，称为设计型 SPP。理论上，太赫兹 SPP 的等离子体频率随沟槽深度增加而降低。本文通过以石墨烯片替代金属沟槽，首次实现了 SPP 等离子体频率的动态扫掠。该金属-石墨烯混合结构包括带有周期性石墨烯沟槽的金属线、用于石墨烯门控的薄层离子凝胶，以及用于均匀化门控电场的金属尖端。随着化学势改变，石墨烯的平均电导率被调制，从而使石墨烯沟槽的有效深度发生变化，进而扫掠太赫兹 SPP 的等离子体频率。模拟与实验数据均表明，在 -0.5 至 0.5 V 的低偏压下，等离子体频率从 195 GHz 红移至 180 GHz。所提出的结构揭示了一种在太赫兹频段控制 SPP 传播开关状态的新方法。
引用
@article{arxiv.2111.07566,
title = {Sweeping Plasma Frequency of Terahertz Surface Plasmon Polaritons with Graphene},
author = {Mingming Feng and Baoqing Zhang and Haotian Ling and Zihao Zhang and Yiming Wang and Yilin Wang and Xijian Zhang and Pingrang Hua and Qingpu Wang and Aimin Song and Yifei Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2111.07566},
year = {2021}
}
备注
19pages, 6 figures