片上观察的太赫兹石墨烯等离子体激元

研究人员开发技术成像太赫兹臂与纳米级分辨率，并应用于可视化中石墨烯光电探测器强烈压缩太赫兹波 （等离子体）。极短的波长和高度集中的领域，这些等离子体激元的打开新的场地，为微型的光电 THz 器件的发展。

太赫兹光电流 nanoscopy 石墨烯等离子体激元在分裂门光电探测器

在太赫兹 (THz) 频率范围内的辐射因为其多方面应用潜力的非破坏性成像、 下一代无线通信或传感吸引大兴趣。但仍然，生成、 检测和控制的太赫兹辐射面临着许多技术挑战。特别是，相对较长的波长 （从 30 到 300 毫米) 的太赫兹辐射要求的解决方案，为纳米级设备的集成太赫兹或纳米传感和成像的应用。

近几年，石墨烯表面电浆子已成为收缩太赫兹波很有发展前景的平台。它基于光与相互作用的集体电子振荡的石墨烯，引起被称为等离子体激元的电磁波。石墨烯等离子体传播与强烈减少波长和集中到亚波长尺度尺寸太赫兹领域，而等离子体激元自己可以电控制。

现在中, 投公司 nanoGUNE （西班牙圣塞巴斯蒂安） 与理事会 （西班牙巴塞罗那） 合作研究员 IIT （热那亚，意大利） — — 欧盟石墨烯的旗舰 — — 哥伦比亚大学 （美国纽约）、 亨大学 （奈梅亨，荷兰）、 尼姆 （日本筑波） 和东北亚 （Martinsried，德国） 成员可以想象强烈压缩和密闭太赫兹等离子体中一种基于石墨烯的室温太赫兹检测器。若要查看等离子体激元，他们记录纳米地图的光检测器产生而尖锐的金属针尖扫描越过它的电流。提示有作用集中太赫兹照明的光斑尺寸的大约 50 毫微米，即小于照明波长约 2000年次。这个新的成像技术，名为太赫兹光电流显微镜，提供了前所未有的可能性刻画在太赫兹频率的光电性质。

这个研究小组记录光电流图像的石墨烯检测器，虽然它被照亮与太赫兹辐射的大约 100 毫米波长。画面显示揭示同时产生光电流的设备中传播有太赫兹等离子体激元与减少超过 50 倍的波长的光电流振荡。

“刚开始我们都很惊讶关于等离子体极短波长，作为 THz 石墨烯等离子体激元通常少得多压缩”前, nanoGUNE 研究员巴勃罗 · 阿隆索，现在在奥维耶多大学和工作的第一作者。”我们设法解决这一难题的理论研究，表明等离子体激元夫妇与低于石墨烯的金属门”，他继续说道。”这种耦合导致的等离子体激元和极端的野外分娩，能对各种探测器和传感器应用把门打开额外的压缩”，在领导这项研究的 nanoGUNE 添加赖纳 · 希伦布兰德、 Ikerbasque 研究教授和纳米光学组组长。电浆子也表明线性色散 — — 这意味着他们的能量正比于其动量-可能是有益的信息和通信技术。这个团队也分析了一生的太赫兹等离子体，表明阻尼的太赫兹等离子体由石墨烯中的杂质。

太赫兹光电流显微镜依赖中石墨烯，变换热产生的太赫兹领域，包括那太赫兹等离子体激元，到当前的强 photothermoelectric 效应。在将来，强热电效应可能还申请在石墨烯电浆子电路芯片上太赫兹等离子体检测。太赫兹光电流 nanoimaging 技术能找到进一步应用潜力超越等离子体成像，例如，学习当地太赫兹光电子材料性能的其他 2D，古典的二维电子气体或半导体纳米结构。