《基於石墨烯表面等離激元的紅外光場調控研究》是依託南開大學，由蔡衛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於石墨烯表面等離激元的紅外光場調控研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔡衛
- 依託單位：南開大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
二維材料摻雜石墨烯中存在的元激發-石墨烯表面等離激元在紅外光場局域、低損耗傳播以及主動調控方面相對於傳統三維貴金屬材料（如金、銀等）表面等離激元都具有更大的優勢。在本項目中，我們將基於摻雜石墨烯表面等離激元的性質，引入柵電壓和化學摻雜的方式來改變摻雜石墨烯的自由載流子濃度，從而調控摻雜石墨烯的二維電導率以及費米能級，從而實現摻雜石墨烯與快電子束和紅外光的相互作用的控制，實現紅外光近場及遠場，即局域和傳輸的的調控，並基於此開展集成的光開關、光波導等套用器件的物理機理的研究。
結題摘要
與貴金屬表面等離激元相比，中紅外石墨烯等離激元具有更強的光場局域能力，並且更易於通過電場等方式來動態調控。在本項目中，我們研究了中紅外石墨烯等離激元的單向激發、傳播、耦合，調控以及近場探測等，進一步提出實現石墨烯等離激元帶阻濾波器的方案。具體，我們研究了利用金屬天線以及近場相干效應來實現石墨烯等離激元的單向激發、構造非平面內的石墨烯波導實現中紅外等離激元的高效傳輸、通過擴展石墨烯與石墨烯光柵耦合實現等離激元誘導透明效應、利用單軸應力調控偶極子與石墨烯等離激元的耦合、通過離子束誘導人工石墨烯缺陷實現對石墨烯等離激元反射的調控、通過離子束構造二維石墨烯納米結構，實現其近場的極端聚焦以及背柵調控。相關的研究工作極大的拓展了石墨烯等離激元效應的研究，為利用石墨烯等離激元效應的中紅外集成光子器件的實現提供了很好的基礎。
