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近场耦合与远场交换参与的石墨烯等离激元干涉现象研究
结题报告
批准号:
11704254
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
26.0 万元
负责人:
石溪
依托单位:
学科分类:
A2206.微纳光学与光子学
结题年份:
2020
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘锋、陈骏伟、樊晨芳、买尔旦·吐合达洪
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中文摘要
单独调控石墨烯微结构材料等离激元的近场耦合或者远场交换相互作用近年来受到科学界的广泛关注。然而,在许多石墨烯微结构材料的实际体系中,石墨烯等离激元的近场耦合和远场交换同时存在。我们拟通过调节石墨烯的费米能级和微结构尺度来研究需要同时考虑近场耦合和远场交换的物理体系,研究两种耦合机制共同作用下的干涉的新奇现象、物理机制以及应用,解释杂化系统的干涉行为。我们预计,在这种杂化系统中,可以实现如亚波长尺度的“零耦合”等单独耦合机制无法实现的现象。进一步,我们还准备将这个干涉行为和现象拓展到石墨烯微结构等离激元和金属人工微结构等离激元的耦合体系。研究结果将为新功能器件的设计和制备提供指导。该项目研究将可拓宽等离激元材料的物理调控手段,解释新的干涉现象,对石墨烯微结构材料的各种潜在应用如宽频、多频吸收,慢波和可调频滤波等相关光电器件具有指导意义。
英文摘要
Interactions that mediated separately by plasmons in graphene microstructures with near or far field coupling have drawn considerable attention in various scientific fields. However, in many actual graphene microstructures, both near and far field coupling of plasmons in graphene microstructures play important roles at the same time. Here, by tuning the Fermi energies and scales of graphene microstructures, we investigate the system in which near and far field coupling are equally important, study the new phenomena, physical mechanisms and applications of mediated interference, and explain the behaviors in these hybrid systems. As we expect, the phenomenon such as “zero coupling”at subwavelength scale which cannot appear in either of two couplings is achieved. Furthermore, these plasmons mediated interference phenomena and behaviors can be extended to the systems which are composed of graphene microstructures and artificial metal microstructures. The results will provide the guidance for design and preparation of new function devices. The researches of this project can widen the mediated method of plasmons, give explanation to the new interference phenomena, and have significance for the potential applications of graphene microstructures such as broadband and multiband absorption, slow light, and tunable filters.
本项目基于石墨烯微结构等离激元杂化耦合体系的理论, 研究了多层介质/金属纳米结构的超表面吸收特性; 以及两层石墨烯之间的表面等离激元耦合和近场热辐射的特性。主要有以下几个研究发现。1)周期性介质/金属超表面结构中,实现了窄带或宽带的光吸收增强。 2) 石墨烯表面等离激元的耦合可以通过外加磁场调控。表面等离激元的耦合在外磁场下具有奇特性质,可实现多通道的近场热辐射的动态调制。此外,本项目研究了一维周期性异质结液体表面波的拓扑表面态,在聚焦和利用液体表面波能量上具有潜在的应用前景。同时,在本基金的赞助下,我们研究了主动系统中的可调控Casimir效应,该工作在驱动和操控微纳米物体方面具有潜在的应用前景。目前,本项目以发表SCI学术论文4篇,参加国际会议4人次,发表国际会议论文3篇(均为EI收录),培养毕业硕士研究生3人, 完成了预期的目标。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:10.1016/j.physleta.2019.04.002
发表时间:2018-09
期刊:Physics Letters A
影响因子:2.6
作者:Shi Xi;Sun Yong;Xue Chunhua;Hu Xinhua
通讯作者:Hu Xinhua
Gate-tunable Casimir equilibria with transparent conductive oxides
具有透明导电氧化物的栅极可调卡西米尔平衡
DOI:10.1103/physrevb.102.075428
发表时间:2020-08-12
期刊:PHYSICAL REVIEW B
影响因子:3.7
作者:Ge, Lixin;Shi, Xi;Gong, Ke
通讯作者:Gong, Ke
Magnetically tunable multiband near-field radiative heat transfer between two graphene sheets
两个石墨烯片之间的磁可调多频带近场辐射传热
DOI:10.1103/physrevb.100.035414
发表时间:2018-12
期刊:PHYSICAL REVIEW B
影响因子:3.7
作者:Ge Lixin;Gong Ke;Cang Yuping;Luo Yongsong;Shi Xi;Wu Ying
通讯作者:Wu Ying
Tunable Casimir equilibria with phase change materials: From quantum trapping to its release
相变材料的可调谐卡西米尔平衡:从量子捕获到量子释放
DOI:10.1103/physrevb.101.104107
发表时间:2020-03-31
期刊:PHYSICAL REVIEW B
影响因子:3.7
作者:Ge, Lixin;Shi, Xi;Gong, Ke
通讯作者:Gong, Ke
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