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?  等離子體的一個(gè)基本障礙是電磁場約束和自由空間光耦合效率之間的權(quán)衡，這是激發(fā)源和等離子體模之間動量失配過大的結(jié)果。尤其是石墨烯中的聲學(xué)等離子體，具有極高的場限制，以及極端的動量失配。為此，我們表明可以克服這種基本障礙，并展示了一個(gè)石墨烯聲學(xué)等離子體共振器，幾乎可以吸收(94%)入射中紅外光。這種高效率是通過利用兩級耦合方案實(shí)現(xiàn)的：通過自由空間光耦合到傳統(tǒng)的石墨烯等離子體，然后耦合到超限聲學(xué)等離子體。為實(shí)現(xiàn)這一方案，我們將無圖案的大面積石墨烯轉(zhuǎn)移到模板剝離的超扁平金屬帶上。單片集成的光學(xué)間隔物和反射器進(jìn)一步提高了增強(qiáng)效果。我們發(fā)現(xiàn)石墨烯聲學(xué)等離子體可以分別對ångström厚蛋白和SiO₂層中的吸收帶和表面聲子模式進(jìn)行超靈敏測量。我們的聲學(xué)等離子體諧振器平臺具有可擴(kuò)展性，可以利用最終水平的光與物質(zhì)的相互作用，用于潛在的應(yīng)用，包括光譜，傳感，超表面和光電子學(xué)。

Fig. 1：耦合機(jī)制。

Fig. 2：通過集成反射器增強(qiáng)等離子體吸收。

Fig. 3：制造工藝和諧振器結(jié)構(gòu)。

Fig. 4：色散和吸收的間隙依賴性。

Fig. 5：聲-等離子體介導(dǎo)的光-物質(zhì)相互作用。

相關(guān)研究成果于2019年由美國明尼蘇達(dá)大學(xué)電氣與計(jì)算機(jī)工程系Sang-Hyun Oh課題組，發(fā)表在Nature Nanotechnology (https://doi.org/10.1038/s41565-019-0363-8 )上。原文：Graphene acoustic plasmon resonator for ultrasensitive infrared spectroscopy