表面等離激元是凝聚態(tài)物理中的一種基本元激發(fā),主要表現(xiàn)為電荷在金屬和半導體表面的集體振蕩。金屬中的等離激元一直是研究人員關注的熱點方向,由于其可以實現(xiàn)光在金屬表面的聚集和局域電場的增強,其一直被應用于表面增強拉曼,醫(yī)學上被應用于癌細胞治療,軍事上被應用于隱形材料的實現(xiàn)等等。然而金屬中歐姆耗散大,電荷濃度不可調(diào)等因素,使得等離激元的可調(diào)節(jié)性與低耗散性仍然是研究人員亟待解決的問題。石墨烯的出現(xiàn)為等離激元的研究提供了新的平臺。石墨烯是一種天然的二維導體,由于其獨特的狄拉克色散關系,使得其體現(xiàn)出很多新穎的性質(zhì)。而其與金屬相比最為顯著不同的特性在于可以很大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)載流子濃度和費米面,以及在室溫下載流子有較大的遷移率。本文研究了石墨烯等離基元的激發(fā)與傳播的調(diào)控,主要內(nèi)容分為以下幾個部分:1.第一章緒論部分主要介紹石墨烯的光學特性和石墨烯等離激元的研究現(xiàn)狀。首先介紹了石墨烯的光學特性,其光學性質(zhì)的奇異性主要來源其特殊的線性能帶色散關系。由于其載流子濃度可調(diào),可以在較大范圍內(nèi)對光吸收進行連續(xù)可調(diào)。其次,介紹了石墨烯等離激元的色散關系,觀測手段,研究意義和應用前景。2.第二章研究了周期性勢壘陣列中柵壓對... 

【文章來源】：中國科學技術大學安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 石墨烯的能帶結構
    1.3 石墨烯的光學特性
    1.4 表面等離激元
    1.5 石墨烯等離激元色散關系
    1.6 石墨烯等離激元的激發(fā)與調(diào)控
        1.6.1 石墨烯局域表面等離激元
        1.6.2 石墨烯層與層之間等離激元的耦合作用
        1.6.3 石墨烯等離激元與表面極化聲子雜化模式
        1.6.4 石墨烯等離激元實空間呈像與傳播的調(diào)控
    1.7 本文的研究內(nèi)容與研究目的
    參考文獻
第二章 周期性勢壘中石墨烯等離激元的特性與激發(fā)的量子調(diào)控
    2.1 研究背景
    2.2 石墨烯超晶格等離激元的色散關系
        2.2.1 石墨烯超晶格的電子特性
        2.2.2 石墨烯超晶格等離激元色散關系
    2.3 單粒子在石墨烯周期性勢壘處的量子行為
        2.3.1 手性克萊因隧穿
        2.3.2 單粒子在臺階勢壘處的反射與其集體行為的體現(xiàn)
    2.4 周期性勢壘中石墨烯等離激元激發(fā)的量子調(diào)控
        2.4.1 實驗設想
        2.4.2 樣品制備
        2.4.3 輸運測試結果
        2.4.4 光譜測量結果
        2.4.5 結果分析
    2.5 本章小結
    參考文獻
第三章 臺階勢壘對石墨烯等離激元傳播的量子調(diào)控
    3.1 研究背景
    3.2 利用近場光學顯微鏡觀測石墨烯等離激元在實空間的傳播
        3.2.1 近場光學顯微鏡的測試原理
        3.2.2 利用散射式近場光學顯微鏡激發(fā)與探測石墨烯等離激元波
    3.3 通過柵壓調(diào)控石墨烯等離激元波在臺階勢壘處的量子反射行為
        3.3.1 樣品制備
        3.3.2 近場測試結果
        3.3.3 測試結果分析
    3.4 本章小結
    參考文獻
第四章 邊緣激發(fā)石墨烯等離激元的近場成像
    4.1 研究背景
    4.2 邊緣激發(fā)石墨烯等離激元的近場測試
        4.2.1 樣品的制備與表征
        4.2.2 樣品的近場光學測試與結果分析
    4.3 本章小結
    參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學術論文與取得的其他研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Excitation of Propagating Plasmons in Semi-Infinite Graphene Layer by Free Space Photons[J]. 張磊,符秀麗,楊俊忠.  Communications in Theoretical Physics. 2014(06)
[2]表面等離激元研究新進展[J]. 王振林.  物理學進展. 2009(03)



本文編號：3013525