理解不同维度的石墨烯/金属纳米结构杂化体的电磁响应
光学
2020-10-01 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
表面等离极化激元（SPPs）和石墨烯等离激元（GPs）等等离激元激发携带很大的动量，因此能够将电磁场限制在很小的尺度内。这一特性使它们成为纳米尺度下亚波长光学调控与操纵的理想平台。若分别对 SPPs 和 GPs 采用金属-绝缘体-金属和石墨烯-绝缘体-金属结构，这些等离激元的动量会进一步增大。然而，如此大的动量使其远场激发变得具有挑战性。在这项工作中，我们考虑石墨烯与金属纳米结构的杂化体，并研究远场光与所支持的高动量等离激元模式之间相互作用背后的物理机制。尽管 GPs 与 SPPs 的性质存在一些相似之处（二者均属等离极化激元类型），它们的物理性质也有明显不同。对于 GPs，我们发现两种不同的物理机制，分别对应于限制在孤立腔中的 GPs 或大面积的集体光栅耦合器。引人注目的是，我们发现尽管这两类系统在概念上不同，在特定条件下它们可表现出相似行为。将同样的研究应用于 SPPs，我们发现不同的物理行为，其根本源于 SPPs 与 GPs 色散关系的差异。此外，这些杂化体产生很大的场增强，且可电调谐与调制，使它们成为各类等离激元器件的首选候选。
引用
@article{arxiv.2006.10786,
title = {Understanding the electromagnetic response of graphene/metallic nanostructures hybrids of different dimensionality},
author = {Tatiana G. Rappoport and Itai Epstein and Frank H. L. Koppens and Nuno M. R. Peres},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.10786},
year = {2020}
}
备注
9 pages, 4 figures