石墨烯光栅结构表面等离子体的性能

作     者：王全全 宋祖昆 史优 朱剑 WANG Quanquan;SONG Zukun;SHI You;ZHU Jian

作者机构：南京邮电大学通信与信息工程学院江苏南京210003 中兴通讯股份有限公司无线产品经营部江苏南京210012 

出 版 物：《江苏大学学报（自然科学版）》 (Journal of Jiangsu University：Natural Science Edition)

年 卷 期：2022年第43卷第6期

页      面：719-723页

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(61771061) 

主　　题：石墨烯表面等离子体 光栅 品质因子 有效模式面积 费米能级 载流子迁移率 

摘      要：为打破传统光学衍射极限限制,实现传输损耗小和光场的强局域性,基于石墨烯表面等离子体(graphene surface plasmons, GSPs)光波导技术,研究设计了一种基于石墨烯的周期性光栅结构.该结构由空气层、缓冲层、波导层和衬底层组成,利用泄漏模共振效应产生GSPs,并且分别利用品质因子和有效模式面积来分析GSPs性能.通过调整石墨烯材料特性参数(费米能级和载流子迁移率)来优化光栅结构中的GSPs性能.仿真结果表明:费米能级为0.63 eV时,GSPs性能最佳,空间局域性最强;提高载流子迁移率可以改善GSPs的传输损耗,使其拥有更长的传输距离,但对GSPs空间局域特性的影响不明显.