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碳纳米管光学天线的有效波长和谐振特性

武小芳 谢树果 何云涛 李丽 李小路

碳纳米管光学天线的有效波长和谐振特性

武小芳, 谢树果, 何云涛, 李丽, 李小路
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  • 将经典金属自由电子气模型应用于金属型碳纳米管, 基于光学天线有效波长理论, 得出了金属型碳纳米管光学天线响应的有效波长与碳纳米管介电特性之间的普适关系. 在对碳纳米管介电特性进行第一性原理计算的基础上, 以金属型4 碳纳米管为例, 进一步研究了金属型碳纳米管光学天线响应的有效波长与入射波长之间的关系, 以及金属型碳纳米管光学偶极子天线的谐振特性. 通过将已有传统金属光学天线和碳纳米管天线有效波长的研究结果进行对比, 验证了本文理论的正确性. 结果表明, 碳纳米管光学天线响应的有效波长与入射波长呈近似线性关系, 与传统金属材料构成的同直径光学天线相比, 碳纳米管天线显示出了更强的波长压缩能力, 并且在可见光到红外波段内易于发生谐振. 该研究方法可为碳纳米管光学天线研究提供新的思路.
      通信作者: 何云涛, yuntaohe@buaa.edu.cn
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 61101154)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-01-02
  • 修回日期:  2016-02-02
  • 刊出日期:  2016-05-05

碳纳米管光学天线的有效波长和谐振特性

  • 1. 北京航空航天大学电子信息工程学院, 北京 100191;
  • 2. 北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院, 北京 100191
  • 通信作者: 何云涛, yuntaohe@buaa.edu.cn
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号: 61101154)资助的课题.

摘要: 将经典金属自由电子气模型应用于金属型碳纳米管, 基于光学天线有效波长理论, 得出了金属型碳纳米管光学天线响应的有效波长与碳纳米管介电特性之间的普适关系. 在对碳纳米管介电特性进行第一性原理计算的基础上, 以金属型4 碳纳米管为例, 进一步研究了金属型碳纳米管光学天线响应的有效波长与入射波长之间的关系, 以及金属型碳纳米管光学偶极子天线的谐振特性. 通过将已有传统金属光学天线和碳纳米管天线有效波长的研究结果进行对比, 验证了本文理论的正确性. 结果表明, 碳纳米管光学天线响应的有效波长与入射波长呈近似线性关系, 与传统金属材料构成的同直径光学天线相比, 碳纳米管天线显示出了更强的波长压缩能力, 并且在可见光到红外波段内易于发生谐振. 该研究方法可为碳纳米管光学天线研究提供新的思路.

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