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Plasmonically induced transparency in double-layered graphene nanoribbons
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资源说明：Near-field coupled plasmonic systems generally achieve plasmonically induced transparency (PIT) using only one-way bright–dark mode coupling. However, it is challenging to realize such well-designed devices, mainly because they depend significantly on the polarization direction. We exploit surface plasmons supported by two crossed layers of graphene nanoribbons (GNRs) to achieve dynamically tunable PIT, where each GNR operates as both the bright and dark modes simultaneously. The proposed PIT ca
《双层石墨烯纳米带中的等离子体诱导透明效应》
在光学领域，等离子体诱导透明（Plasmonically Induced Transparency, PIT）是一种利用等离子体共振实现光透明现象的技术，它通常依赖于单向亮暗模耦合。然而，这种设计的设备实现起来具有挑战性，因为其效果高度依赖于光的偏振方向。本文提出了一种通过两层交叉的石墨烯纳米带（Graphene Nanoribbons, GNRs）来实现动态可调的PIT的新方法，其中每个GNR同时作为亮模和暗模工作。
传统的近场耦合等离子体系统通常只利用单向的亮暗模耦合来产生PIT，这导致了对偏振方向的高度敏感性，限制了其实用性和灵活性。而我们的研究利用了由两个交叉的石墨烯纳米带支撑的表面等离子体，这些纳米带可以双向耦合，从而实现PIT。当偏振方向垂直或平行于GNR时，PIT可能来源于单向的亮暗模相互作用或双向的亮亮模和亮暗模的混合耦合。如果GNR的宽度相同，可以得到与偏振无关的单窗口PIT；而不同的宽度则会产生与偏振有关的双窗口PIT。
为了验证这一理论，我们运用了等离子体波函数和传输矩阵方法进行了深入分析。通过数值模拟和解析计算，我们得到了一致的结果，这证明了这种方法的可行性和精确性。这项研究不仅为理解PIT的耦合机制提供了物理洞察，也为基于PIT的传感平台和其他活性器件的广泛应用和多功能性带来了新的可能性。
石墨烯纳米带因其独特的光学和电学特性，已经成为等离子体光学领域的研究热点。它们的宽带、可调谐性以及对光强、偏振和频率的敏感性，使得其在光通信、光探测和纳米尺度光子器件中具有巨大的应用潜力。PIT现象的实现，特别是在双层石墨烯纳米带中的新发现，为开发新型光学传感器和主动控制光子器件开辟了新的途径。
通过这种方式，我们可以实现对光传播的精细调控，例如在光通信系统中提高数据传输速率，或者在生物医学传感器中提高检测灵敏度。此外，由于这种PIT效应是动态可调的，因此可以用于实时监测环境变化，如温度、压力或化学物质的存在。
这篇研究展示了双层石墨烯纳米带在等离子体光学中的创新应用，为未来等离子体科学和技术的发展奠定了基础，并且强调了石墨烯纳米带在实现新型光子器件中的重要作用。这一研究成果有望推动光学工程、纳米技术和光电子学的进一步发展。
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