石墨烯二维超材料中由图案化栅极与反点阵列形成的太赫兹棘轮效应

我们报道了在基于石墨烯的二维（2D）超材料中观察到太赫兹诱导的棘轮效应。该超材料由石墨栅极构成，栅极上刻有三角形反点阵列，置于石墨烯单层下方。我们表明，棘轮电流的出现是由于周期结构单元的非中心对称性。棘轮电流的产生归因于空间周期性的面内静电势和近场衍射引起的周期性调制辐射电场的共同作用。棘轮电流的大小和方向可通过施加在背栅和图案化栅极上的电压来控制，这些电压改变了横向不对称性、载流子类型和密度。发展了基于石墨烯的二维超材料中棘轮效应的现象学和微观理论。实验数据基于玻尔兹曼动力学方程的解和计算的静电势分布进行了讨论。该理论很好地描述了所有实验结果，并表明观察到的棘轮电流由塞贝克热棘轮贡献以及对辐射电场矢量相对于三角形的方向敏感的线性贡献组成。