The Roles of Substrate vs Nonlocal Optical Nonlinearities in the Excitation of Surface Plasmons in Graphene
最近已经证明，差频混合（DFM）可以在石墨烯中产生表面等离子体激元[1]。在这里，我们提出了详细的计算比较的贡献，这种效果从基板和石墨烯的非线性。我们的计算表明，基板（石英）的非线性引起的表面等离子体激元强度是约十二个数量级小于所产生的固有的石墨烯响应。考虑到石墨烯的中心对称结构，这种令人惊讶的有效本征过程几乎完全是由于石墨烯的二阶光学非线性的非局部贡献而产生的。
2016-05-05 physics.optics
Influence of nanoparticle-graphene separation on the localized surface plasmon resonances of metal nanoparticles
我们发展了一个理论来模拟石墨烯衬底与金属纳米颗粒中局域等离子体共振的相互作用。石墨烯衬底上的表面等离子体共振的影响进行了描述，使用一个有效的背景介电常数，这是来自使用静电方法的赝粒子的概念。为此，研究了金属纳米颗粒与石墨烯片的相互作用，以获得沉积在石墨烯基底上的金纳米颗粒的光谱。然后，我们引入了一个基于偶极近似的因子来预测纳米颗粒和石墨烯的分离对纳米颗粒的局域等离子体共振的光谱位置的影响。我们将该理论应用于放置在1.5 nm石墨烯层附近的4 nm半径金纳米球。结果表明，当纳米颗粒远离石墨烯时，等离子体共振位置出现蓝移。
2015-12-02 physics.optics
Terahertz binding of nanoparticles based on graphene surface plasmons excitations
本工作研究了由靠近石墨烯片的介电颗粒组成的二聚体的光学结合。使用严格的电磁方法，我们计算了作用在每个纳米颗粒上的光学力。此外，我们推导出的解析表达式，使评估的贡献，石墨烯表面等离子体（GSPs）的光学结合。我们的研究结果表明，石墨烯激发表面等离子体激元产生多个平衡位置，粒子之间的距离是光子波长的几十倍。此外，这些位置可以通过调节石墨烯上的化学势来动态控制。考虑了正入射和斜入射。
2021-11-22 physics.optics
Low-loss forward and backward surface plasmons in a semiconductor nanowire coated by helical graphene strips
在长波长近似下，引入了周期性放置在两种介质界面处的石墨烯带（条）的有效电导率张量。所得的导电表面被认为是半导体纳米线的涂层。对于这种纳米线的混合波，色散方程得到了显式的形式。发现存在两种类型的表面等离子体：（i）改性表面等离子体，其源自石墨烯涂覆的半导体纳米线的普通表面等离子体，以及（ii）欺骗等离子体，其出现在石墨烯带的阵列上并且可以具有前向波和后向波色散。结果表明，欺骗表面等离子体是一种低损耗的表面等离子体，其频率、场约束和群速度可以通过调整螺旋石墨烯带的螺旋角和宽度进行宽范围的调谐.
2018-05-19 physics.optics
Tailoring reflection of graphene plasmons by focused ion beams
石墨烯等离子体激元的显著特性使得石墨烯等离子体激元元件在集成光子器件中具有良好的应用前景。石墨烯等离激元器件的制备和等离激元传播的控制是至关重要的。通过近场等离子体成像，我们展示了可控修改的反射石墨烯等离子体在离子束刻蚀的边界。此外，通过在适当的值改变离子剂量，可以获得类似反射边界的性质。我们还研究了离子束入射角对等离子体反射的影响。为了说明离子束刻蚀的应用，一个简单的石墨烯楔形等离子体激元结构的制造和性能优异，证明这种技术作为一个简单而有效的工具，用于控制石墨烯等离子体激元。
2016-04-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Graphene-plasmon polaritons: From fundamental properties to potential applications
由于在纳米器件中控制光的独特可能性，石墨烯等离子体为纳米光子学社区开辟了新的前景，在超材料，调制器，光电探测器和传感器中具有潜在的应用。本文简要综述了石墨烯等离子体激元研究的最新进展。我们首先对石墨烯的光学性质进行一般描述，特别关注石墨烯-等离子体激元的色散。空间扩展的石墨烯的石墨烯等离子体激元的色散关系表示在带内贡献的本地响应极限。在此基础上，我们讨论了石墨烯等离子体激元的最新研究进展，重点讨论了石墨烯等离子体激元的激发、极性衬底上石墨烯中的电子-声子相互作用以及可调谐石墨烯等离子体激元在调制器和传感器中的应用。最后，我们寻求解决石墨烯等离子体的一些明显挑战和有前途的前景。
2016-06-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Graphene Transverse Electric Surface Plasmon Detection using Nonreciprocity Modal Discrimination
我们提出了一个磁偏置石墨烯铁氧体结构区分TE和TM等离子体模式的石墨烯。在该结构中，石墨烯TM等离子体激元与该结构相互作用。相反，石墨烯TE等离子体表现出非互易性。这种非互易性表现在接近带间阈值频率的频带中的单向TE传播。所提出的结构提供了一个独特的平台，在石墨烯中的TE等离子体激元模式的不寻常的存在的实验演示。
2016-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Low-dimensional gap plasmons for enhanced light-graphene interactions
针对石墨烯原子层厚与光学模式尺寸失配导致光-石墨烯重叠不足的问题，提出低维石墨烯间隙等离激元波，实现更强场集中及高效线性调制。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Experimental demonstration of graphene plasmons working close to the near-infrared window
石墨烯等离子体激元由于其强的模式约束、长的传输距离和独特的可调谐性，在中红外和太赫兹波段得到了广泛的研究。然而，将石墨烯等离子体激元推向更短的波长，以便将石墨烯等离子体激元概念与近红外区域的现有成熟技术相结合，仍然是一个巨大的挑战。我们研究了由石墨烯纳米盘支撑的局域化石墨烯等离子体，并在完全可扩展的嵌段共聚物自组装方法的帮助下实验证明了石墨烯等离子体在2 μm处工作。我们的研究结果显示了一种很有前途的方法，以促进石墨烯等离子体激元的基础研究和潜在的应用在近红外窗口。
2016-10-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Directional excitation of graphene surface plasmons
我们提出了一种方案，通过将石墨烯片放置在磁光衬底上，将光定向耦合到石墨烯等离子体激元中。当平行于表面施加磁场时，石墨烯等离子体激元色散关系在向前和向后方向上变得不对称。可以通过将光栅应用于衬底来实现具有垂直入射照明的石墨烯等离子体的单向激发。方向性可以通过电门控石墨烯或通过改变磁偏置来主动控制。该方案可能在基于石墨烯的光电子学和传感中具有应用。
2014-11-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Evidence for graphene plasmons in the visible spectral range probed by molecules
基于结合的紧密束缚模型和随机相位近似计算，石墨烯被认为仅在红外线以下是等离子体激元活性的。在这里，我们表明，通过椭圆偏振测量和密度泛函理论模拟的石墨烯的光学性质意味着在可见光的线宽为0.1 eV的强烈局域化的石墨烯等离子体的存在。使用小的发射器，提供高的波矢量激发石墨烯等离子体在光学频率所需的，我们证明了石墨烯等离子体诱导的激发增强近3个数量级。
2014-04-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gain Modulation by Graphene Plasmons in Aperiodic Lattice Lasers
基于二维石墨烯等离子体激元的技术将能够开发快速，紧凑和廉价的有源光子元件，因为与其他材料中的等离子体激元不同，石墨烯等离子体激元可以通过掺杂水平进行调谐。这种调谐被利用在太赫兹量子级联激光器中，以可逆地改变它们的发射。这是通过两个关键步骤实现的：第一，通过在非周期性晶格激光器内激发石墨烯等离子体，第二，通过工程光子寿命，将石墨烯的费米能量与往返增益联系起来。模态增益以及因此激光光谱对集成的、电可控的石墨烯层的掺杂高度敏感。集成石墨烯等离子体激元激光器原理的演示为新一代有源可编程等离子体超材料奠定了基础，其对光子学，材料科学和纳米技术具有重大影响。
2016-02-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Toward Monoatomic-Layer Field Confinement Limit via Acoustic Graphene Plasmons
针对双层石墨烯远场激发下仅光学等离激元被主导激发的问题，提出用单/多纳米发射器选择性高效激发声学等离激元的策略，建立解析模型阐明发射器排布的作用，设计最优器件结构以逼近单原子层等离激元局域极限。
2020-12-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz Nonlinearity in Graphene Plasmons
亚波长石墨烯结构支持太赫兹和中红外光谱范围内的局部等离子体共振。在共振频率处的强场限制被预测为显著增强光-石墨烯相互作用，这可以在原子薄的亚波长器件中实现低强度的非线性光学。到目前为止，石墨烯等离子体激元的非线性响应及其能量损失动力学尚未进行实验研究。我们测量和理论模型的太赫兹非线性响应和能量弛豫动力学的等离子体在石墨烯纳米带。我们采用太赫兹泵浦太赫兹探测技术在等离子体频率和观察等离子体吸收的强饱和，随后由10 ps的弛豫时间。与没有等离子体共振的未图案化的石墨烯相比，观察到的非线性增强了两个数量级。我们进一步提出了一个非线性等离子体吸收的热模型，支持实验结果。
2015-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlinear light mixing by graphene plasmons
石墨烯具有很强的光学非线性。石墨烯等离子体激元可以进一步增强其非线性响应。在这里，我们报告了一种新的非线性电吸收效应观察到纳米结构的石墨烯由于激发的石墨烯等离子体。我们实验检测和理论解释增强的非线性混合的近红外和中红外线的石墨烯纳米带阵列。石墨烯等离子体激元对光的强压缩意味着这种效应本质上是非局域的，并且比传统的局域石墨烯非线性大几个数量级。该效应可用于各种应用中，包括非线性光调制器、光多路复用器、光逻辑和传感器件。
2017-05-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transverse electric plasmons in bilayer graphene
我们预测了双层石墨烯中横电等离子体的存在。我们发现，它们的等离子体特性在双层中比在单层石墨烯中显著得多，在某种意义上说，对于足够的掺杂值，它们可以在略低于$\hbarω=0.4$ ~eV的频率处更加局部化。这是双层石墨烯中完美嵌套的带的结果，其被$\sim 0.4$ ~eV分开。
2011-02-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nonlinear graphene plasmonics: amplitude equation
利用麦克斯韦方程组的微扰展开，推导了石墨烯支撑的非线性TM和TE表面等离子体波的振幅方程。该方程描述了平面内光束衍射和非线性之间的相互作用，由于光强度诱导的石墨烯电导率和磁化率的修正。对于强局域TM等离子体，石墨烯被发现带来的整体非线性的优越贡献。相比之下，非线性响应的基板和包层的反射可以成为主导的弱本地化TE等离子体。
2013-01-27 nlin.PS physics.optics
Topological Graphene plasmons in a plasmonic realization of the Su-Schrieffer-Heeger Model
由薄绝缘体、石墨烯和金属制成的石墨烯混合物可以支持传播声等离子体（AGPs）。金属屏蔽修改了通常的石墨烯等离子体激元的色散关系，导致缓慢传播的等离子体激元，具有电磁辐射的记录限制。在这里，我们表明，石墨烯单层，由薄的介电材料和金属纳米棒阵列覆盖，可以用作一个强大的平台来模拟苏-施里弗-希格模型。我们计算了不同等离子体激元带的Zak相位，以确定它们的拓扑结构。该系统显示散装边缘对应：强烈本地化的界面态中产生的畴壁分离阵列在不同的拓扑阶段。我们发现签名的非平凡的阶段，可以直接探测远场中红外辐射，从而允许直接实验确认石墨烯拓扑等离子体。强大的场增强，界面态的高度局部化性质，以及它们的门调谐频率扩展了基于AGP的器件的能力。
2021-02-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Trapping and guiding surface plasmons in curved graphene landscapes
我们证明，石墨烯放置在结构化衬底的顶部提供了一种新的方法捕获和引导表面等离子体。具有空间上变化的曲率的单层石墨烯在弯曲区域（诸如凸块、隆起和阱）附近表现出对石墨烯等离子体的有效捕获电势。我们推导了描述这种弯曲石墨烯引导的局域通道等离子体激元的控制方程，并通过第一性原理数值模拟验证了我们的理论。所提出的限制机制使等离子体激元引导的最大曲率的区域，它提供了一个通用的平台，用于操纵光在平面景观。此外，孤立的变形的石墨烯，如凸点，以支持本地化的表面模式和共振，提出了一种新的方式来工程等离子体超颖表面。
2015-08-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Efficiencies of Aloof-Scattered Electron Beam Excitation of Metal and Graphene Plasmons
我们评估了金属和石墨烯上的高空散射电子束的表面等离子体激元激发效率。石墨烯显示出在非常低的电子动能要求下表现出高的能量转移效率。我们表明，石墨烯的优异性能是由于其独特的等离子体分散，低电子密度和薄膜结构。从相干辐射的角度讨论了这些孤立散射的石墨烯等离子体激元的潜在应用。
2015-06-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Highly Efficient Midinfrared On-Chip Electrical Generation of Graphene Plasmons by Inelastic Electron Tunneling Excitation
非弹性电子隧穿为表面等离子体激元的激发和光发射提供了一条低能途径。我们从理论上研究了基于金属和石墨烯的隧道结。我们表明，石墨烯是一种潜在的高效材料，因为它的窄等离子体激元线宽，强发射，和大的可调谐性在中红外波长区的隧穿激发的等离子体激元。与金和银相比，对于相似的波长，增强可以高达10倍，并且在它们各自的等离子体激元工作波长下可以高达5个数量级。石墨烯等离子体激元的调谐激发有望成为石墨烯基光电子和纳米光子集成电路的片上电产生和等离子体激元操纵的有效技术。
2015-08-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Analysis of surface plasmon excitation at terahertz frequencies with highly-doped graphene sheets via attenuated total reflection
数值研究了掺杂石墨烯片在太赫兹频率下的表面等离子体激元激发。为了减轻高度受限的等离子体激元模式与入射辐射之间的动量失配，提出了通过高掺杂水平或使用少层石墨烯来增加石墨烯的表面电导率。对于目前可实现的掺杂水平，我们的分析表明，单层石墨烯上的表面等离子体可以用高折射率耦合棱镜在高达约10 THz（~ 41.3 meV）的工作频率下激发，并且更高的频率/能量对于少层石墨烯是可能的。这些高度受限的表面模式是有前途的传感和波导应用在太赫兹制度。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Superradiance mediated by Graphene Surface Plasmons
我们证明了两个发射体之间的相互作用可以通过石墨烯中表面等离子体激元模式的有效激发来控制。我们认为石墨烯表面等离子体支持的二维石墨烯片或一维石墨烯带，显示在这两种情况下，发射器之间的耦合可以强烈增强或抑制。超和次辐射制度的反射和透射配置进行了研究。重要的是，在真空中由自由空间波长固定的发射器之间的耦合的长度尺度现在由石墨烯表面等离子体的波长确定，石墨烯表面等离子体的波长可以非常短并且可以经由栅极电压随意调谐。
2012-01-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid Graphene-Plasmon Gratings
本文分析了高度受限的Graphene plasmons的激发及其与gratings的强耦合，展示了这些hybrid systems在高效调控light-matter interaction方面的灵活性，为实现多种实际emerging applications提供了新途径。
2023-06-18 physics.app-ph physics.optics
Modeling the Excitation of Graphene Plasmons in Periodic Grids of Graphene Ribbons: An Analytical Approach
我们研究电磁散射和随后的等离子体激元激发周期性网格的石墨烯带。为了解决这个问题，我们开发了一种分析方法来描述等离子体辅助吸收的电磁辐射的周期性结构的石墨烯带形成的衍射光栅太赫兹和中红外光。该方法的主要优点在于其能够准确地描述一维（1D）石墨烯光栅中石墨烯表面等离子体激元（GSPs）的激发，而无需使用耗时且计算量大的全波数值模拟。因此，我们提供了反射率、透射率和等离子体激元增强吸收光谱的分析表达式，可以在任何个人笔记本电脑中通过几乎没有编程轻松评估这些表达式。我们还介绍了一个半分析的方法来基准我们以前的结果，并进一步比较的理论数据与光谱从实验中，我们观察到一个非常好的协议。因此，这些理论工具可以应用于设计新的实验和基于石墨烯等离子体的尖端纳米光子器件。
2016-07-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface plasmon polaritons on soft-boundary graphene nanoribbons and their application as voltage controlled plasmonic switches and frequency demultiplexers
石墨烯片门与脊状接地平面，创建一个软边界（SB）石墨烯纳米，被认为是。通过调整脊参数和偏压，可以在石墨烯上创建可以引导TM表面等离子体激元（SPP）的通道。发现了两种模式：基本模式和高阶模式，没有明显的截止频率，能量分布在整个通道上;边缘模式，能量集中在软边界边缘。这些模式的色散曲线，电近场图案，和电流分布的确定。由于能量集中在边缘模式的位置可以很容易地通过偏置电压和频率进行电子控制，边缘模式现象被用来提出一种新的电压控制等离子体激元开关和等离子体激元频率解复用器。
2013-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electrical Control of Plasmon Resonance with Graphene
表面等离子体激元以其独特的能力将光集中到亚波长体积中，使得光子科学取得了巨大进步，从纳米天线和单分子拉曼散射到等离子体波导和超材料。在许多应用中，期望用电场原位控制表面等离子体共振。石墨烯以其独特的可调光学性质提供了与纳米结构集成以实现这种控制的理想材料。在这里，我们证明了在由混合石墨烯-金纳米棒结构组成的模型系统中等离子体共振的有效调制。在电选通时，石墨烯中的强光学跃迁可以被打开和关闭，这导致金纳米棒中等离子体共振的共振频率和品质因数两者的显著调制。石墨烯-纳米金属混合结构，例如石墨烯和金纳米棒的组合，为等离子体共振的电控制提供了一种通用且强大的方法。它为新型有源光学器件和深亚波长尺度的等离子体激元电路提供了希望。
2012-06-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Graphene-coated holey metal films: tunable molecular sensing by surface plasmon resonance
我们报道了在一个亚波长尺寸的多孔二维光栅中的表面等离子体共振的增强，该光栅是在由石墨烯片涂覆的金薄膜中钻出的。这种增强源于石墨烯中的载流子与金表面等离子体激元之间的耦合。主等离子体共振峰位于1.5微米左右。一个较低的限制金诱导的掺杂浓度的石墨烯的规定，这种架构的分子传感的兴趣也突出。
2013-05-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quasiclassical nonlinear plasmon resonance in graphene
石墨烯中的电子表现得像相对论性狄拉克粒子，可以以等离子体激元-极化激元的形式将光速降低两个数量级。在这里，我们将展示这些属性如何导致一个特殊的非线性等离子体激元响应的准经典制度的太赫兹频率。一方面，我们展示了相对论性克莱因隧穿效应是如何抑制带间等离子体阻尼的。另一方面，我们证明了当等离子体速度接近与电子费米速度共振时，非线性带内响应的巨大增强。这种对等离子体强度的极端敏感性可以用于新的太赫兹技术。
2020-02-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Current-controlled light scattering and asymmetric plasmon propagation in graphene
我们证明了石墨烯中的等离子体可以使用直流电流来操纵。源极-漏极电流提升了等离子体激元的前向/后向简并性，从而产生与电流平行和反平行的具有不同传播特性的两种模式。我们发现，平行于漂移电流传播的等离子体激元的传播长度被增强，而反平行等离子体激元的传播长度被抑制。我们还研究了在周期性介电环境中由于等离子体激元引起的光的光的散射，并且我们发现等离子体激元共振在对应于前向和后向等离子体激元模式的两个峰中分离。前向传播等离子体激元的更窄的线宽可以用于折射率感测，并且DC电流控制可以用于中红外电磁辐射的调制。
2017-10-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Temporal control of graphene plasmons
静电门控和光泵浦方案使得能够对石墨烯的自由载流子密度或德鲁德重量进行有效的时间调制。我们发展了一个理论，在时间调制下的石墨烯等离子体传播。当调制的时间尺度上的等离子体激元周期，我们表明，它是可能的，以创建一个向后传播或驻波等离子体激元波和放大等离子体激元。理论模型与直接Maxwell模拟结果吻合得很好。
2018-01-09 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Graphene Plasmonics for Terahertz to Mid-Infrared Applications
近年来，由于石墨烯独特的电学和光学性质、可调谐性、长寿命的集体激发和极端的光限制，石墨烯等离子体激元学研究取得了快速的进展。在这里，我们回顾了石墨烯等离激元的基本性质;它们的能量色散，局域化和传播，等离激元-声子杂化，寿命和阻尼途径。石墨烯等离子体的应用空间在于技术上重要的，但相对未开发的太赫兹到中红外区域。我们讨论了新兴的和潜在的应用，如调制器，陷波滤波器，偏振器，中红外光电探测器，中红外振动光谱，等等。
2014-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Wide-Band Nano-Imaging of Plasmon Dispersion and Hotspots in Quasi-Free-Standing Epitaxial Graphene
我们报告了使用散射扫描近场光学显微镜（S-SNOM）在宽光谱范围内观察石墨烯等离子体干涉条纹，该显微镜采用了一组可广泛调谐的量子级联激光器。我们使用等离子体激元干涉测量石墨烯等离子体激元的色散曲线超过一个数量级的等离子体激元波长，从$λ_{sp}$ ~140到~1700 nm，并提取电子费米能量为298 $\pm$ 4 meV的氢嵌入单层外延石墨烯在SiC上。此外，我们证明了波长可调的石墨烯等离子体反射“热点”在单层/双层界面的外观。这项工作证明了宽带纳米成像精确测量石墨烯的电性能和空间控制等离子体反射聚焦的能力。
2018-05-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Coupling light into graphene plasmons through surface acoustic waves
我们提出了一个方案，耦合激光到石墨烯等离子体的帮助下，电产生的表面声波。表面声波形成衍射光栅，其允许用红外激光激发杂化石墨烯等离子体-声子色散的长寿命声子状分支。我们的方法避免了石墨烯片的图案化，不依赖于复杂的光学近场技术，并允许电切换远场辐射和传播石墨烯等离子体之间的耦合。
2013-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Graphene plasmonics: A platform for strong light-matter interaction
石墨烯等离子体提供了贵金属等离子体的合适替代方案，因为它们表现出大得多的限制和相对长的传播距离，具有经由静电门控高度可调的优点。我们报告了由石墨烯等离子体辅助的强的光-物质相互作用，并且特别地，我们预测了在碳片附近的量子发射体的前所未有的高衰减速率、大的真空拉比分裂和珀塞尔因子以及超过石墨烯带和纳米尺寸的盘中的几何面积的消光截面。我们的研究结果为石墨烯等离子体的新兴和潜在的深远领域提供了基础，为腔量子电动力学提供了理想的平台，并支持单分子，单等离子体器件的可能性。
2011-04-11 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Dissipative plasmon-solitons in multilayer graphene
研究了石墨烯片多层堆叠结构的非线性特性。据预测，这样的结构可以支持耗散等离子体孤子产生和支持的外部激光辐射。导出了描述Otto组态中平面波驱动的非线性等离子体激元空间动力学的新的非线性方程，预测了石墨烯结构中单峰和多峰耗散孤子的存在。
2013-11-21 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.optics
Graphene Plasmonics: Challenges and Opportunities
石墨烯等离子体激元正迅速成为一种可行的工具，用于快速电操纵光。与传统的等离子体材料相比，这些激发的特征是相对较低的损耗水平和高度的空间限制，这进一步刺激了在纳米级的电光调制、光学传感、量子等离子体、光捕获、光谱光度学和可调谐照明的应用前景。我们首先对扩展石墨烯中的等离子体激元进行了一般性描述，然后通过分析方法对等离子体激元能量和石墨烯纳米结构（包括石墨烯带）中与外部光耦合的强度进行了合理准确的估计。我们讨论了几种可能的策略，以扩展这些等离子体向可见光和近红外，包括在石墨烯结构的尺寸减小和掺杂水平的增加。具体来说，我们讨论了等离子体激元在窄带和分子大小的石墨烯结构。我们进一步制定处方的基础上的几何形状，以增加静电掺杂的水平，而不会导致电击穿。结果还提出了在高掺杂的单壁碳纳米管，表现出类似的特性作为窄带，并表现出相对较小的依赖于管的手性等离子体。我们进一步讨论了完美的光吸收的单原子碳层，我们说明了调查阵列的丝带使用完全解析表达式。最后，我们探讨了利用石墨烯中的光泵浦瞬态等离子体激元的可能性，由此光学加热的石墨烯价带可以维持与高度掺杂的石墨烯类似的集体等离子体激元振荡，并且在电子处于升高的温度的皮秒时间窗口期间定义良好。
2014-03-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Harnessing Ultraconfined Graphene Plasmons to Probe the Electrodynamics of Superconductors
我们表明，超导体的希格斯模式，这通常是具有挑战性的观察远场光学，可以清楚地看到使用近场光学利用超限制石墨烯等离子体。作为近场源，我们研究了两个例子：石墨烯等离子体激元和量子发射体。在这两种情况下，与希格斯模式的耦合都清晰可见。在石墨烯等离子体的情况下，耦合是由石墨烯等离子体与超导体的希格斯模式相互作用产生的明显的反交叉信号。在量子发射体的情况下，希格斯模式可以通过珀塞尔效应观察到。当将超导体、石墨烯和量子发射体结合在一起时，许多实验旋钮可用于揭示和研究超导体的电动力学。
2021-01-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
