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基于太赫兹混合金属-石墨烯超材料实现电磁诱导透明的主动控制及其慢光应用

DOI：10.1016/j.ijleo.2019.163398 期刊：Optik 出版年份：2019 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 近期，动态调控的电磁诱导透明（EIT）超材料在慢光效应领域被广泛应用于增强光与物质相互作用及非线性效应，引发了众多研究者的极大兴趣。二维材料的出现使该研究再次成为新的热点。为此，我们提出了一种由双层金属EIT超材料、未图案化的单层石墨烯以及封装离子凝胶层组成的太赫兹混合金属-石墨烯超材料，用于主动调控EIT共振。该结构中，通过改变覆盖在暗模谐振器上的石墨烯费米能级，可实现双层金属EIT超材料透明峰的开关切换。理论分析与表面电流分布表明，这种主动调制源于石墨烯可控电导率导致的暗模阻尼率增强。此外，该混合超材料的群延迟也实现了主动调控，适用于慢光应用。因此，本研究为未来太赫兹无线通信中的紧凑型慢光器件设计提供了新思路。
作者： Chengyao Zhang，Yue Wang，Yuan Yao，Ling Tian，Zhaoxin Geng，Yuqiang Yang，Jiuxing Jiang，Xunjun He
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研究概述 实验方案

研究目的

为了展示太赫兹混合金属-石墨烯超材料中电磁感应透明共振的主动控制，以实现慢光应用。

研究成果

该工作通过在暗模谐振器上集成未图案化的单层石墨烯，实现了对太赫兹波段双层金属基超材料中电磁诱导透明共振强度的主动调控。这种主动调制源于石墨烯可控电导率引起的暗模阻尼率增加。通过调节石墨烯费米能级，该混合超材料可实现对慢光效应的主动控制，在设计紧凑型慢光器件方面展现出巨大潜力。

研究不足

可调谐方法的可扩展性受到限制，原因在于活性材料的频率相关线性特性或大规模制造所需的复杂结构。在石墨烯图案化过程中引入残留物和杂质会显著降低石墨烯的导电性，而图案化石墨烯结构中的边缘缺陷可能损害石墨烯的有效载流子迁移率。

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