石墨烯以其独特的结构、原子尺度的体积、超高的导电率和灵敏度,以及在纳米尺度下表现出的特有性质,成为国际研究热点。当前人们对石墨烯材料的力学、热学和电学特性研究较多,但对其光学特性关注较少。本项目首次将石墨烯和表面等离激元结合起来,将石墨烯的研究延伸至光学领域,采用密度泛函理论来研究表明等离激元在石墨烯纳米带中的传输。指出光子晶体和石墨烯在晶格结构、周期性和能带上的相似性,借鉴光子晶体和表面等离激元的相关知识来设计石墨烯波导。 研究内容分为三个层次逐层递进地展开首先,探讨spp在石墨烯波导表面得以存在的条件;其次,设计并分析SPP在石墨烯波导表面的传输现象;最后,对SPP在石墨烯表面的传输性能进行优化和提高。由于波导是构成光学器件的基础,本项目一旦获得成功,各式各样的基于石墨烯材料的光器件将纷纷涌现,促进石墨烯表面等离激元学这一学科繁荣发展。
英文主题词surface plasmons;graphene;nanoribbon;waveguide;tunable