双层石墨烯中畴壁对等离激元的反射研究获进展
发表时间:2023年06月22日浏览量:
双层石墨烯中由晶格造成的畴壁(domainwall)是一种具备孤子性质的一维体系,其独有的结构使得该一维体系具备奇特的电学及光学性质。实验中已观测到了该一维体系中不存在流形维护的量子谷霍尔边界态。该量子霍尔边界态不存在于双层石墨烯中所有晶格造成的畴壁中。然而,沿着有所不同晶格方向的畴壁具备有所不同的局域原子结构,这使得畴壁具备有所不同的孤子类型。
因此,可能会造成有所不同的电学、力学以及光学性质。而二维石墨烯中的唤起元与一维有所不同类型的孤子之间的相互作用,也有可能造成新奇的物理现象。 最近,中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室(捐)纳米物理与器件实验室N04两组博士生姜丽丽、中国科学院院士高鸿钧与加州大学伯克利分校史志文、王枫等人合作,利用将近场红外纳米显微镜技术观测到了机械挤压的双层石墨烯中不存在的丰富多彩的畴壁图案,证实了畴壁在近场光学图像中的光学机制是石墨烯中的表面等离激元在畴壁处再次发生了光线。与此同时,实验中找到表面等离激元的光线不道德反感依赖畴壁的孤子类型,在shear型和tensile型两种有所不同的畴壁处,表面等离激元具备显著有所不同的光线振幅和反射强度,并且实验上可以通过栅极电压对表面等离激元的光线不道德展开调控。
该研究结果证实了双层石墨烯中表面等离激元与一维畴壁孤子的可调控的耦合起到,并获取了一种新的在纳米尺度掌控石墨烯中表面等离激元的方法。 涉及工作公开发表在近期的《大自然-材料》(NatureMaterial15,840844(2016))上。 该工作获得了国家自然科学基金、科技部和中科院的反对。
图1.利用将近场红外纳米光学技术对双层石墨烯中的畴壁展开光学。(a)将近场红外纳米光学技术示意图;(b)双层石墨烯AFM高度图;(c)适当的近场光学图像。 图2.(a)-(c)双层石墨烯中丰富多彩的畴壁结构;(d)-(e)两种无限大畴壁shear和tensile的微观结构示意图。
图3.(a)栅极电压对shear和tensile两种畴壁处等离激元光线不道德的调制起到;(b)有所不同栅极电压下沿着图(a)白色虚线处的轮廓线。
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