利用门控有源石墨烯超材料开关太赫兹波
光学
2015-06-04 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
石墨烯非凡的电子特性，如其连续门控可调的双极性场效应以及由此导致的电阻率陡变，为石墨烯电子学的快速发展提供了主要动力。石墨烯的门控可调电子特性为有效操控低能光子与无质量狄拉克费米子的相互作用提供了途径，这最近激发了人们对石墨烯等离激元学的浓厚兴趣。然而，由于未图案化石墨烯的非共振德鲁德行为，其单独的电光调谐能力对于实际光电应用仍不够强。在这里，我们实验证明，在一种被称为超材料的二维人工材料中，集成原子级薄的门控二维石墨烯层，可以实现由门控诱导的持久开关和太赫兹波的线性调制。石墨烯层中门控可控的光-物质相互作用可以通过超材料中的强共振和相应的场增强而大大增强。尽管嵌入的单层石墨烯的厚度比波长小六个数量级以上（< λ/1,000,000），但这层单原子厚的层与超材料结合，可以在室温下将透射波的幅度调制高达 90%，相位调制超过 40 度。更有趣的是，门控有源石墨烯超材料在太赫兹波传输中表现出滞后行为，尤其是在用多层石墨烯制备时，这指示了持久的光子记忆效应。
引用
@article{arxiv.1203.0743,
title = {Switching teraherz waves with gate-controlled active graphene metamaterials},
author = {Seung Hoon Lee and Muhan Choi and Teun-Teun Kim and Seungwoo Lee and Ming Liu and Xiaobo Yin and Hong Kyw Choi and Seung S. Lee and Choon-Gi Choi and Sung-Yool Choi and Xiang Zhang and Bumki Min},
journal= {arXiv preprint arXiv:1203.0743},
year = {2015}
}