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首页> 外文会议>Quantum sensing and nanophotonic devices XI >A tunable omni-directional sensing platform: strong light-matter interactions enabled by graphene
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A tunable omni-directional sensing platform: strong light-matter interactions enabled by graphene

机译：可调全向感应平台：石墨烯可实现强大的光-物质相互作用

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In this theoretical work, we report on voltage-controllable hybridization of electromagnetic modes arising from strong interaction between graphene plasmons and molecular vibrations. Compared with the strong light-matter interaction platforms based on noble metals, graphene offers much tighter plasmonic field confinement thus smaller effective mode volume and higher quality-factor due to longer carrier relaxation time in midinfrared regime, leading to Rabi splitting and hybridized polaritonic modes at 3 orders of magnitude lower molecular densities. Electrostatically tunable carrier density in graphene allows for dynamic control over the interaction strength. In addition, the flat dispersion band arising from the deep confinement of the polaritonic modes gives rise to the omni-directional excitation. Our approach is promising for practical implementations in infrared sensing and detection.
机译：在这项理论工作中，我们报告了由于石墨烯等离子体激元与分子振动之​​间的强相互作用而产生的电磁模式的电压可控杂交。与基于贵金属的强光物质相互作用平台相比，石墨烯提供了更紧密的等离子体场限制，由于中红外条件下载流子弛豫时间更长，因此有效模式体积更小，质量因数更高，从而导致拉比分裂和杂化极化波模分子密度降低3个数量级。石墨烯中的静电可调载流子密度允许动态控制相互作用强度。另外，由于极化子模的深度限制而产生的平坦色散带引起全向激发。我们的方法有望用于红外传感和检测的实际实现。

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