石墨烯表面等离激元激发与传播的调控

发布时间：2021-02-01 22:09

　　表面等离激元是凝聚态物理中的一种基本元激发,主要表现为电荷在金属和半导体表面的集体振荡。金属中的等离激元一直是研究人员关注的热点方向,由于其可以实现光在金属表面的聚集和局域电场的增强,其一直被应用于表面增强拉曼,医学上被应用于癌细胞治疗,军事上被应用于隐形材料的实现等等。然而金属中欧姆耗散大,电荷浓度不可调等因素,使得等离激元的可调节性与低耗散性仍然是研究人员亟待解决的问题。石墨烯的出现为等离激元的研究提供了新的平台。石墨烯是一种天然的二维导体,由于其独特的狄拉克色散关系,使得其体现出很多新颖的性质。而其与金属相比最为显著不同的特性在于可以很大范围内调节载流子浓度和费米面,以及在室温下载流子有较大的迁移率。本文研究了石墨烯等离基元的激发与传播的调控,主要内容分为以下几个部分:1.第一章绪论部分主要介绍石墨烯的光学特性和石墨烯等离激元的研究现状。首先介绍了石墨烯的光学特性,其光学性质的奇异性主要来源其特殊的线性能带色散关系。由于其载流子浓度可调,可以在较大范围内对光吸收进行连续可调。其次,介绍了石墨烯等离激元的色散关系,观测手段,研究意义和应用前景。2.第二章研究了周期性势垒阵列中栅压对... 

【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：99 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 石墨烯的能带结构
    1.3 石墨烯的光学特性
    1.4 表面等离激元
    1.5 石墨烯等离激元色散关系
    1.6 石墨烯等离激元的激发与调控
        1.6.1 石墨烯局域表面等离激元
        1.6.2 石墨烯层与层之间等离激元的耦合作用
        1.6.3 石墨烯等离激元与表面极化声子杂化模式
        1.6.4 石墨烯等离激元实空间呈像与传播的调控
    1.7 本文的研究内容与研究目的
    参考文献
第二章 周期性势垒中石墨烯等离激元的特性与激发的量子调控
    2.1 研究背景
    2.2 石墨烯超晶格等离激元的色散关系
        2.2.1 石墨烯超晶格的电子特性
        2.2.2 石墨烯超晶格等离激元色散关系
    2.3 单粒子在石墨烯周期性势垒处的量子行为
        2.3.1 手性克莱因隧穿
        2.3.2 单粒子在台阶势垒处的反射与其集体行为的体现
    2.4 周期性势垒中石墨烯等离激元激发的量子调控
        2.4.1 实验设想
        2.4.2 样品制备
        2.4.3 输运测试结果
        2.4.4 光谱测量结果
        2.4.5 结果分析
    2.5 本章小结
    参考文献
第三章 台阶势垒对石墨烯等离激元传播的量子调控
    3.1 研究背景
    3.2 利用近场光学显微镜观测石墨烯等离激元在实空间的传播
        3.2.1 近场光学显微镜的测试原理
        3.2.2 利用散射式近场光学显微镜激发与探测石墨烯等离激元波
    3.3 通过栅压调控石墨烯等离激元波在台阶势垒处的量子反射行为
        3.3.1 样品制备
        3.3.2 近场测试结果
        3.3.3 测试结果分析
    3.4 本章小结
    参考文献
第四章 边缘激发石墨烯等离激元的近场成像
    4.1 研究背景
    4.2 边缘激发石墨烯等离激元的近场测试
        4.2.1 样品的制备与表征
        4.2.2 样品的近场光学测试与结果分析
    4.3 本章小结
    参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Excitation of Propagating Plasmons in Semi-Infinite Graphene Layer by Free Space Photons[J]. 张磊,符秀丽,杨俊忠.  Communications in Theoretical Physics. 2014(06)
[2]表面等离激元研究新进展[J]. 王振林.  物理学进展. 2009(03)



本文编号：3013525