太赫兹科学与电子信息学报, 2017, 15 (2): 192, 网络出版: 2017-06-06   

基于 T型石墨烯超材料可调电磁诱导透明效应

Tunable electromagnetically induced transparency based on T-shaped graphene metamaterials
曹妍妍 1,2,*李悦 1,2刘元忠 1,2张玉萍 1,2张会云 1,2
作者单位
1 山东科技大学 a.电子通信与物理学院
2 b.青岛市太赫兹技术重点实验室,山东青岛 266510
摘要
基于石墨烯电导率的可调性,设计了 T型石墨烯纳米超材料结构,实现对电磁诱导透明(EIT)效应的动态调谐。研究发现,当 2个石墨烯条互相靠近时,由于二者间存在较强耦合,发生相消干涉,因此出现透明窗口。同时讨论了石墨烯条长度、缝宽、入射偏振角等几何参数对 EIT效应的影响。研究结果表明,耦合强度随着缝宽的增加而减弱;随着入射偏振角的增加也呈现减弱趋势;随着石墨烯条长度的增加,透明窗口发生红移现象,且第一个下降峰强度明显增加。此外,当费米能级由 0.3 eV增加到 0.9 eV时,共振频率由 24 THz蓝移至 35 THz,且强度增强,证实了改变石墨烯的费米能级,能够调节透明窗口的位置。并且透明窗口附近有明显的群速度延迟(0.05 ps左右),即可以实现对光速的减慢。
Abstract
A tunable graphene nanostructure metamaterial is designed in order to obtain the Electromagnetically Induced Transparency(EIT) which is analogs to the atomic EIT. By placing the light mode and dark mode closer, a transparency window is shaped due to the strong coupling between them. Meanwhile, the effects of gap size, strip length, coupling location, incident polarization angle and refractive index on the EIT phenomenon are investigated. The results show that the coupling strength becomes weaker as the width of gap increases, and a second window occurs when the dark mode shifts away from the center of the light mode. In addition, changing the Fermi energy of the graphene could bring a different transparency window as well as a tunable group delay. This work may provide applications in the field of photonics, biological sensing and slow light devices.

曹妍妍, 李悦, 刘元忠, 张玉萍, 张会云. 基于 T型石墨烯超材料可调电磁诱导透明效应[J]. 太赫兹科学与电子信息学报, 2017, 15(2): 192. CAO Yanyan, LI Yue, LIU Yuanzhong, ZHANG Yuping, ZHANG Huiyun. Tunable electromagnetically induced transparency based on T-shaped graphene metamaterials[J]. Journal of terahertz science and electronic information technology, 2017, 15(2): 192.

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