Resonances in graphene plasmons

Abstract

[ANGLÈS] Graphene is used as a novel, versatile plasmonic material. The most common way to implement resonant light-plasmon coupling is to etch graphene into periodic nanostructures, which is invasive. Here, we study a non-invasive way to engineer graphene plasmon resonances, based on periodic doping profiles. The plasmon resonances are calculated by performing numerical simulations. In addition, we report on simulations of near-field resonant coupling between a dipole and graphene plasmons. Finally, preliminary results on the experimental realization of graphene plasmon resonances are reported. This study demonstrates the potential to exploit graphene plasmons for extreme energy confinement which could lead to strong nonlinear effects.

[CASTELLÀ] El grafeno es utilizado como un nuevo y versátil material plasmónico. El proceso más habitual de implementar acoplamiento resonante luz-plasmón es grabando nano-estructuras periódicas en grafeno, un proceso invasivo. Aquí, estudiamos una forma no invasiva de obtener resonancias de plasmones en grafeno, basada en perfiles periódicos de dopaje. Las resonancias de los plasmones han sido realizadas mediante simulaciones numéricas. Además, presentamos simulaciones de acoplamiento resonante de campo cercano entre dipolo y plasmones en grafeno. Finalmente, se presentan resultados preliminares sobre la realización experimental de resonancias de plasmones en grafeno. Este estudio demuestra el potencial de explotar plasmones en grafeno para confinamiento extremo de energía que puede llegar a conducir hacia intensos efectos no lineales.

[CATALÀ] El grafè és utilitzat com a un nou i versàtil material plasmonic. El procés més comú d’implementar l‘acoblament ressonant llum-plasmó és gravant nano-estructures periòdiques en grafè, un procés invasiu. Aquí, estudiem una manera no invasiva d’obtenir ressonàncies de plasmons en grafè, basada en perfils periòdics de dopatge. Les ressonàncies dels plasmons han estat calculades mitjançant simulacions numèriques. A més, presentem simulacions d’acoblament ressonant de camp proper entre un dipol i plasmons en grafè. Finalment, són presentats resultats preliminars sobre la realització experimental de ressonàncies de plasmons en grafè. Aquest estudi demostra el potencial d’explotar plasmons en grafè per a confinament extrem d’energia que pot conduir cap a intensos efectes no lineals.