Skip to main content
CenXiv.org
此网站处于试运行阶段,支持我们!
我们衷心感谢所有贡献者的支持。
贡献
赞助
cenxiv logo > cond-mat > arXiv:2505.02358

帮助 | 高级搜索

凝聚态物理 > 中尺度与纳米尺度物理

arXiv:2505.02358 (cond-mat)
[提交于 2025年5月5日 ]

标题: 等离子体异质结构中表面等离激元的电生成

标题: Electrical generation of surface plasmon polaritons in plasmonic heterostructures

Authors:Maxim Trushin
摘要: 表面等离子体极化激元(SPPs)可以被理解为通过等离子体激发限制在导体-电介质界面处的二维光。虽然低能SPPs的行为类似于光子,但高频SPPs更接近于表面等离子体。由于它们与光子的动量失配以及与等离子体的能量失配,产生中等范围的SPPs尤其具有挑战性。在这里,我们理论上证明了石墨烯能够承受高偏置并支持强烈的非平衡稳态电子-空穴群体,这使得在由未掺杂的单层石墨烯、六方氮化硼(hBN)和银(Ag)组成的等离激元范德瓦尔斯异质结构中产生了近红外SPPs。我们表明,这种机制无需光学光栅或电子隧穿即可产生非热、可调谐偏置的SPP发射,该发射沿Ag-hBN界面均匀分布,并且内部转换效率最高可达$10^{-3}$,同时具有高达100的Purcell因子。这些发现为在单一二维异质结构内集成光子和电子功能铺平了道路。
摘要: Surface plasmon polaritons (SPPs) can be understood as two-dimensional light confined to a conductor-dielectric interface via plasmonic excitations. While low-energy SPPs behave similarly to photons, higher-frequency SPPs resemble surface plasmons. Generating mid-range SPPs is particularly challenging due to their momentum mismatch with photons and energy mismatch with plasmons. Here, we theoretically demonstrate that graphene's ability to sustain a high bias and support a strongly non-equilibrium steady-state electron-hole population enables near-infrared SPP generation in plasmonic van der Waals heterostructures composed of undoped monolayer graphene, hexagonal boron nitride (hBN), and silver (Ag). We show that this mechanism requires neither optical gratings nor electron tunneling to produce non-thermal, bias-tunable SPP emission, which is uniform along the Ag-hBN interface and achieves an internal conversion efficiency of up to $10^{-3}$ with the Purcell factor of up to 100. These findings pave the way for integrating photonic and electronic functionalities within a single two-dimensional heterostructure.
评论: 5页,4幅图,以及12页支持材料
主题: 中尺度与纳米尺度物理 (cond-mat.mes-hall) ; 材料科学 (cond-mat.mtrl-sci); 光学 (physics.optics)
引用方式: arXiv:2505.02358 [cond-mat.mes-hall]
  (或者 arXiv:2505.02358v1 [cond-mat.mes-hall] 对于此版本)
  https://doi.org/10.48550/arXiv.2505.02358
通过 DataCite 发表的 arXiv DOI

提交历史

来自: Maxim Trushin [查看电子邮件]
[v1] 星期一, 2025 年 5 月 5 日 04:39:28 UTC (5,228 KB)
全文链接:

获取论文:

    查看标题为《》的 PDF
  • 查看中文 PDF
  • 查看 PDF
  • HTML(实验性)
  • TeX 源代码
  • 其他格式
查看许可
当前浏览上下文:
cond-mat.mes-hall
< 上一篇   |   下一篇 >
新的 | 最近的 | 2025-05
切换浏览方式为:
cond-mat
cond-mat.mtrl-sci
physics
physics.optics

参考文献与引用

  • NASA ADS
  • 谷歌学术搜索
  • 语义学者
a 导出 BibTeX 引用 加载中...

BibTeX 格式的引用

×
数据由提供:

收藏

BibSonomy logo Reddit logo

文献和引用工具

文献资源探索 (什么是资源探索?)
连接的论文 (什么是连接的论文?)
Litmaps (什么是 Litmaps?)
scite 智能引用 (什么是智能引用?)

与本文相关的代码,数据和媒体

alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)

演示

复制 (什么是复制?)
Hugging Face Spaces (什么是 Spaces?)
TXYZ.AI (什么是 TXYZ.AI?)

推荐器和搜索工具

影响之花 (什么是影响之花?)
核心推荐器 (什么是核心?)
IArxiv 推荐器 (什么是 IArxiv?)
  • 作者
  • 地点
  • 机构
  • 主题

arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目

arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。

与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。

有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.

这篇论文的哪些作者是支持者? | 禁用 MathJax (什么是 MathJax?)
  • 关于
  • 帮助
  • contact arXivClick here to contact arXiv 联系
  • 订阅 arXiv 邮件列表点击这里订阅 订阅
  • 版权
  • 隐私政策
  • 网络无障碍帮助
  • arXiv 运营状态
    通过...获取状态通知 email 或者 slack

京ICP备2025123034号