二維有限元方法研究石墨烯環(huán)中磁等離激元

編號(hào)：NMJS08677

篇名：二維有限元方法研究石墨烯環(huán)中磁等離激元

作者：王偉華

關(guān)鍵詞： 石墨烯 磁等離激元 有限元方法 本征值損失譜

機(jī)構(gòu)： 中國礦業(yè)大學(xué)材料與物理學(xué)院

摘要： 石墨烯等離激元是決定石墨烯光學(xué)性質(zhì)的重要元激發(fā),擁有一系列優(yōu)異的特性,其通過外置電場(chǎng)的動(dòng)態(tài)可調(diào)性最引人注目;石墨烯具有很強(qiáng)的磁場(chǎng)響應(yīng)(如室溫觀測(cè)的量子霍爾效應(yīng)),因而磁場(chǎng)可作為一個(gè)新的調(diào)控自由度,形成的準(zhǔn)粒子叫作石墨烯磁等離激元.鑒于石墨烯的二維屬性,石墨烯磁等離激元的研究大多采用三維近似,即將石墨烯等效成厚度很薄的三維塊材,該處理方案需消耗大量的計(jì)算資源.本文在準(zhǔn)靜態(tài)近似下,圍繞庫侖定律和電荷守恒定律,構(gòu)建了高效的二維有限元方法,自洽地求解石墨烯面內(nèi)的積分微分方程,并提出本征值損失譜表征準(zhǔn)粒子的激發(fā).利用二維有限元方法,探討了4類石墨烯環(huán)中磁等離激元的激發(fā);最低階的偶極共振都支持磁等離激元的對(duì)稱劈裂,在孔很小時(shí),其對(duì)模式劈裂的影響可忽略,但當(dāng)孔的尺寸變大時(shí),內(nèi)外邊界的相互作用將抑制模式劈裂,并最終導(dǎo)致其消失.