近年來，平面超材料因其在平面光學元件，超靈敏傳感器，激光濺射和非線性器件設(shè)計中的潛在應(yīng)用而被廣泛研究。最近的研究報道了通過光激發(fā)動態(tài)控制基于光敏材料的超材料。但是，以前的大多數(shù)演示都依賴于單個刺激控制，并且通常需要大的通量和超快的光脈沖。此處，石墨烯與硅基板上的Fano諧振超表面集成在一起，可通過低功率連續(xù)波（CW）光學激發(fā)（λ= 532 nm）提供對太赫茲波的有源調(diào)制。更重要的是，混合石墨烯-硅系統(tǒng)通過施加偏壓和CW照明對硅進行光摻雜實現(xiàn)“雙重控制”，從而改變了石墨烯的電導(dǎo)率，有效地調(diào)制了超材料的共振。具有共振超表面雙重控制特性的大型實時可調(diào)性可能是設(shè)計有源和功能太赫茲器件的有效途徑。
Figure 1. 超表面和等效電路示意圖。a) Gr-TASR超表面圖示。b) TASR單元的示意圖。c)制作的Gr-TASR單元顯微圖像。d) Gr-TASR單元的有效電路模型。
Figure 2. 用532 nm激發(fā)激光在石英基板上兩個不同位置的單層石墨烯拉曼光譜。
Figure 3. Gr-TASR設(shè)備的傳輸調(diào)制。在零偏置電壓下在有/無石墨烯的零和0.7 W cm
-2光泵下Gr-TASR器件的a)測量傳輸和d)的模擬傳輸。在0.7 W cm
-2光泵下模擬Gr-TASR器件的電壓相關(guān)b,c)測量傳輸和e,f)模擬傳輸。
Figure 4. 在0.7 W cm
-2的光泵功率密度下，計算的Drude權(quán)重（粉紅色曲線）和載流子散射率（藍色曲線）與a)正偏置電壓和b)負偏置電壓的關(guān)系。
Figure 5. 模擬的電場和表面電流分布。在Fano共振頻率下a–c)絕對電場和d–f)表面電流的模擬分布.
相關(guān)研究成果于2020年由天津大學Weili Zhan課題組，發(fā)表在Adv. Mater. Technol. ( https://doi.org/10.1002/admt.201900840)上。原文：Active Control of Asymmetric Fano Resonances with Graphene-Silicon-Integrated Terahertz Metamaterials
