搜索

文章查询

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

梳状波导结构中石墨烯表面等离子体的传播性质

乔文涛 龚健 张利伟 王勤 王国东 廉书鹏 陈鹏辉 孟威威

梳状波导结构中石墨烯表面等离子体的传播性质

乔文涛, 龚健, 张利伟, 王勤, 王国东, 廉书鹏, 陈鹏辉, 孟威威
PDF
导出引用
导出核心图
  • 理论上研究了介质/石墨烯/介质梳状波导结构中表面等离子体的传播性质. 波导中表面等离子体模的有效折射率随着石墨烯费米能级的提高而减小, 随着介质折射率的增加而增加. 分析和仿真结果表明, 基于这种梳状波导可以在中红外波段实现新型的纳米等离子体滤波器, 器件的尺度在几百纳米的范围. 通过改变梳状分支的长度, 石墨烯的费米能级, 介质的折射率和波导中石墨烯的层数, 很容易来调节带隙的位置. 另外, 滤波带隙的宽度随着梳状分支数的增加而增加. 这种滤波性质将在可调的高集成光子滤波器件中具有潜在的应用.
      通信作者: 张利伟, zlwhpu@hotmail.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: U1304016)、河南省教育厅自然科学基金(批准号: 14A140011, 2012GGJS-060)、 贵州省科学技术基金(批准号: J[2014]2076, Z[2014]4001)和河南理工大学基金(批准号: J2013-09, T2015-3)资助的课题.
    [1]

    Yang R, Lu Z 2012 Int. J. Opt.2012 258013

    [2]

    Rider A E, Ostrikov K, Furman S A 2012 Eur. Phys. J. D 66 226

    [3]

    West P R, Ishii S, Naik G V, Emani N K, Shalaev V M, Boltasseva A 2010 Laser Photonics Rev 4 795

    [4]

    Tassin P, Koschny T, Kafesaki M, Soukoulis C M 2012 Nat. Photonics 6 259

    [5]

    Low T, Avouris P 2014 ACS Nano 8 1086

    [6]

    Vakil A, Engheta N 2011 Science332 1291

    [7]

    Grigorenko A N, Polini M, Novoselov K S 2012 Nat. Photonics 6 749

    [8]

    Tao J, Yu X, Hu B, Dubrovkin A, Wang Q J 2014 Opt. Lett. 39 271

    [9]

    Cheng H, Chen S Q, Yu P, Duan X Y, Xie BY, Tian J G 2013 Appl. Phys. Lett. 103 203112

    [10]

    Chen Z X, Chen J H, Wu Z J, Hu W, Zhang X J, Lu Y Q 2014 Appl. Phys. Lett. 104 161114

    [11]

    Yan B, Yang X X, Fang J Y, Huang Y D, Qin H, Qin S Q 2015 Chin. Phys. B 24 015203

    [12]

    Li H J, Wang L L, Sun B, Huang Z R, Zhai X 2014 J. Appl. Phys. 116 224505

    [13]

    Zhang X Z, He Y R, He S L 2013 Opt. Express 21 30664

    [14]

    Zhu X L, Yan W, Asger Mortensen N, Xiao S H 2013 Opt. Express 21 3486

    [15]

    Sheng S W, Li K, Kong F M, Yue Q Y, Zhuang H W, Zhao J 2015 Acta Phys. Sin. 64 108402 (in Chinese) [盛世威, 李康, 孔繁敏, 岳庆炀, 庄华伟, 赵佳 2015 物理学报 64 108402]

    [16]

    Wang B, Zhang X, Yuan X C, Teng J H 2012 Appl. Phys. Lett. 100 131111

    [17]

    Li H J, Wang LL, Huang Z R, Sun B, Zhai X 2015 Plasmonics 10 39

    [18]

    Chen L, Zhang T, Li X, Wang G P 2013 Opt. Express 21 28628

    [19]

    Gong J, Zhang L W, Chen L, Qiao W T, Wang J 2015 Acta Phys. Sin. 64 067301 (in Chinese) [龚健, 张利伟, 陈亮, 乔文涛, 汪舰, 2015 物理学报 64 067301]

    [20]

    Kurokawa Y, Miyazaki H T 2007 Phys. Rev. B 75 035411

    [21]

    Sreekanth K V, De Luca A, Strangi G 2013 Appl. Phys. Lett. 103 023107

    [22]

    Lin X S, Huang X G 2008 Opt. Lett. 33 2874

    [23]

    Xiang Y J, Guo J, Dai X Y, Wen S C, Tang D Y 2014 Opt. Express 22 3054

    [24]

    Vasseur J O, Deymier P A, Dobrzynski L, Djafari-Rouhani B, Akjouj A 1997 Phys. Rev. B 55 10434

  • [1]

    Yang R, Lu Z 2012 Int. J. Opt.2012 258013

    [2]

    Rider A E, Ostrikov K, Furman S A 2012 Eur. Phys. J. D 66 226

    [3]

    West P R, Ishii S, Naik G V, Emani N K, Shalaev V M, Boltasseva A 2010 Laser Photonics Rev 4 795

    [4]

    Tassin P, Koschny T, Kafesaki M, Soukoulis C M 2012 Nat. Photonics 6 259

    [5]

    Low T, Avouris P 2014 ACS Nano 8 1086

    [6]

    Vakil A, Engheta N 2011 Science332 1291

    [7]

    Grigorenko A N, Polini M, Novoselov K S 2012 Nat. Photonics 6 749

    [8]

    Tao J, Yu X, Hu B, Dubrovkin A, Wang Q J 2014 Opt. Lett. 39 271

    [9]

    Cheng H, Chen S Q, Yu P, Duan X Y, Xie BY, Tian J G 2013 Appl. Phys. Lett. 103 203112

    [10]

    Chen Z X, Chen J H, Wu Z J, Hu W, Zhang X J, Lu Y Q 2014 Appl. Phys. Lett. 104 161114

    [11]

    Yan B, Yang X X, Fang J Y, Huang Y D, Qin H, Qin S Q 2015 Chin. Phys. B 24 015203

    [12]

    Li H J, Wang L L, Sun B, Huang Z R, Zhai X 2014 J. Appl. Phys. 116 224505

    [13]

    Zhang X Z, He Y R, He S L 2013 Opt. Express 21 30664

    [14]

    Zhu X L, Yan W, Asger Mortensen N, Xiao S H 2013 Opt. Express 21 3486

    [15]

    Sheng S W, Li K, Kong F M, Yue Q Y, Zhuang H W, Zhao J 2015 Acta Phys. Sin. 64 108402 (in Chinese) [盛世威, 李康, 孔繁敏, 岳庆炀, 庄华伟, 赵佳 2015 物理学报 64 108402]

    [16]

    Wang B, Zhang X, Yuan X C, Teng J H 2012 Appl. Phys. Lett. 100 131111

    [17]

    Li H J, Wang LL, Huang Z R, Sun B, Zhai X 2015 Plasmonics 10 39

    [18]

    Chen L, Zhang T, Li X, Wang G P 2013 Opt. Express 21 28628

    [19]

    Gong J, Zhang L W, Chen L, Qiao W T, Wang J 2015 Acta Phys. Sin. 64 067301 (in Chinese) [龚健, 张利伟, 陈亮, 乔文涛, 汪舰, 2015 物理学报 64 067301]

    [20]

    Kurokawa Y, Miyazaki H T 2007 Phys. Rev. B 75 035411

    [21]

    Sreekanth K V, De Luca A, Strangi G 2013 Appl. Phys. Lett. 103 023107

    [22]

    Lin X S, Huang X G 2008 Opt. Lett. 33 2874

    [23]

    Xiang Y J, Guo J, Dai X Y, Wen S C, Tang D Y 2014 Opt. Express 22 3054

    [24]

    Vasseur J O, Deymier P A, Dobrzynski L, Djafari-Rouhani B, Akjouj A 1997 Phys. Rev. B 55 10434

  • [1] 周瑜, 操礼阳, 马晓萍, 邓丽丽, 辛煜. 脉冲射频容性耦合氩等离子体的发射探针诊断. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191864
    [2] 杨进, 陈俊, 王福地, 李颖颖, 吕波, 向东, 尹相辉, 张洪明, 符佳, 刘海庆, 臧庆, 储宇奇, 刘建文, 王勋禺, 宾斌, 何梁, 万顺宽, 龚学余, 叶民友. 东方超环上低杂波驱动等离子体环向旋转实验研究. 物理学报, 2020, 69(5): 055201. doi: 10.7498/aps.69.20191716
    [3] 罗菊, 韩敬华. 激光等离子体去除微纳颗粒的热力学研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191933
    [4] 刘家合, 鲁佳哲, 雷俊杰, 高勋, 林景全. 气体压强对纳秒激光诱导空气等离子体特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 057401. doi: 10.7498/aps.69.20191540
    [5] 徐贤达, 赵磊, 孙伟峰. 石墨烯纳米网电导特性的能带机理第一原理. 物理学报, 2020, 69(4): 047101. doi: 10.7498/aps.69.20190657
    [6] 白家豪, 郭建刚. 石墨烯/柔性基底复合结构双向界面切应力传递问题的理论研究. 物理学报, 2020, 69(5): 056201. doi: 10.7498/aps.69.20191730
    [7] 尹玉明, 赵伶玲. 离子浓度及表面结构对岩石孔隙内水流动特性的影响. 物理学报, 2020, 69(5): 054701. doi: 10.7498/aps.69.20191742
    [8] 陈亚博, 杨晓阔, 危波, 吴瞳, 刘嘉豪, 张明亮, 崔焕卿, 董丹娜, 蔡理. 非对称条形纳磁体的铁磁共振频率和自旋波模式. 物理学报, 2020, 69(5): 057501. doi: 10.7498/aps.69.20191622
    [9] 吴美梅, 张超, 张灿, 孙倩倩, 刘玫. 三维金字塔立体复合基底表面增强拉曼散射特性. 物理学报, 2020, 69(5): 058101. doi: 10.7498/aps.69.20191636
    [10] 梁晋洁, 高宁, 李玉红. 表面效应对铁\begin{document}${\left\langle 100 \right\rangle} $\end{document}间隙型位错环的影响. 物理学报, 2020, 69(3): 036101. doi: 10.7498/aps.69.20191379
    [11] 赵珊珊, 贺丽, 余增强. 偶极玻色-爱因斯坦凝聚体中的各向异性耗散. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20200025
    [12] 吴雨明, 丁霄, 王任, 王秉中. 基于等效介质原理的宽角超材料吸波体的理论分析. 物理学报, 2020, 69(5): 054202. doi: 10.7498/aps.69.20191732
    [13] 王晓雷, 赵洁惠, 李淼, 姜光科, 胡晓雪, 张楠, 翟宏琛, 刘伟伟. 基于人工表面等离激元的厚度渐变镀银条带探针实现太赫兹波的紧聚焦和场增强. 物理学报, 2020, 69(5): 054201. doi: 10.7498/aps.69.20191531
    [14] 刘丽, 刘杰, 曾健, 翟鹏飞, 张胜霞, 徐丽君, 胡培培, 李宗臻, 艾文思. 快重离子辐照对YBa2Cu3O7-δ薄膜微观结构及载流特性的影响. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191914
    [15] 卢超, 陈伟, 罗尹虹, 丁李利, 王勋, 赵雯, 郭晓强, 李赛. 纳米体硅鳍形场效应晶体管单粒子瞬态中的源漏导通现象研究. 物理学报, 2020, (): . doi: 10.7498/aps.69.20191896
  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  436
  • PDF下载量:  323
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-20
  • 修回日期:  2015-08-24
  • 刊出日期:  2015-12-05

梳状波导结构中石墨烯表面等离子体的传播性质

  • 1. 河南理工大学物理化学学院, 焦作 454000;
  • 2. 河南理工大学电气工程与自动化学院, 焦作 454000;
  • 3. 河南理工大学土木工程学院, 焦作 454000
  • 通信作者: 张利伟, zlwhpu@hotmail.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: U1304016)、河南省教育厅自然科学基金(批准号: 14A140011, 2012GGJS-060)、 贵州省科学技术基金(批准号: J[2014]2076, Z[2014]4001)和河南理工大学基金(批准号: J2013-09, T2015-3)资助的课题.

摘要: 理论上研究了介质/石墨烯/介质梳状波导结构中表面等离子体的传播性质. 波导中表面等离子体模的有效折射率随着石墨烯费米能级的提高而减小, 随着介质折射率的增加而增加. 分析和仿真结果表明, 基于这种梳状波导可以在中红外波段实现新型的纳米等离子体滤波器, 器件的尺度在几百纳米的范围. 通过改变梳状分支的长度, 石墨烯的费米能级, 介质的折射率和波导中石墨烯的层数, 很容易来调节带隙的位置. 另外, 滤波带隙的宽度随着梳状分支数的增加而增加. 这种滤波性质将在可调的高集成光子滤波器件中具有潜在的应用.

English Abstract

参考文献 (24)

目录

    /

    返回文章
    返回