石墨烯等離基元研究背景及意義-資料下載頁
2025-08-05 10:24本頁面
【正文】 ）中的代入（）中，可以得到第二邊界條件： （）這里，使用邊界條件，可以得到反射率和透射率： ， （）這里。懸浮石墨烯（，）的結(jié)果比較簡單。系數(shù)C接近單位值： （）是入射角，因此由等式（）得到反射率和透射率： ， （）圖15 載流子濃度分別為，時(shí)石墨烯的透射譜[41]圖16 每層石墨烯載流子濃度為的多層石墨烯的垂直入射透射率和反射率[41]垂直入射的透射系數(shù)由（）可以計(jì)算出。表達(dá)式（）如圖15所示。從圖中可以看出，石墨烯的透射率與無量綱參數(shù)成比例的偏離，也就是說頻率很低時(shí)，相對較大，此時(shí)，帶內(nèi)電導(dǎo)率起了主導(dǎo)作用；頻率較高時(shí)跨帶作用轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲗?dǎo)因素。由于載流子濃度的升高，反射率隨溫度的變化而增大；由于化學(xué)勢隨溫度的升高而降低，反射率不是關(guān)于溫度單調(diào)的。 石墨烯表面等離激元“SPP是在支持載流子移動(dòng)的材料和介質(zhì)的截面上激發(fā)的光學(xué)模式[44]”，石墨烯是碳原子六角型排列的二維材料。石墨烯表面等離激元是由Jablan等學(xué)者提出的[32]，并且得到了實(shí)驗(yàn)證實(shí)[29]。石墨烯表面等離激元具有可調(diào)性、深亞波長限制以及較長的等離子體壽命[45]。當(dāng)石墨烯電導(dǎo)率虛部大于零時(shí)，石墨烯像一個(gè)很薄的金屬層，可支持TM偏振的SPP[46]，模場分布如圖17所示：圖17 TM 偏振的石墨烯表面等離激元[32]該TM模式的SPP色散關(guān)系為： （） 本章小結(jié)本章主要介紹了一種新的材料石墨烯，分析了石墨烯的電學(xué)特性以及光學(xué)特性。石墨烯的光學(xué)特性是由其直接間帶電子躍遷決定，石墨烯在可見光的透射率與光頻率無關(guān)，而是由石墨烯的結(jié)構(gòu)決定的。表面等離激元（SPP）是由光和金屬表面自由電子的相互作用引起的一種電磁波模式。這種模式存在于金屬與介質(zhì)界面附近，其場強(qiáng)在界面處達(dá)到最大，且在界面兩側(cè)均沿垂直于界面的方向呈指數(shù)式衰減。表面等離激元具有較強(qiáng)的場限制特性，可以將場能量約束在空間尺寸遠(yuǎn)小于其自由空間傳輸波長的區(qū)域，且其性質(zhì)可隨金屬表面結(jié)構(gòu)變化而改變。在適當(dāng)?shù)慕饘倥c介質(zhì)組成的表面等離激元光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，橫向光場分布可被限制在幾十納米甚至更小的范圍內(nèi)，能夠突破衍射極限的限制。
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