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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
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  • 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.
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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)

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