Busca avançada
Ano de início
Entree


Graphene Nano-Optics in the Terahertz Gap

Texto completo
Autor(es):
Feres, Flavio H. ; Barcelos, Ingrid D. ; Cadore, Alisson R. ; Wehmeier, Lukas ; Noerenberg, Tobias ; Mayer, Rafael A. ; Freitas, Raul O. ; Eng, Lukas M. ; Kehr, Susanne C. ; Maia, Francisco C. B.
Número total de Autores: 10
Tipo de documento: Artigo Científico
Fonte: Nano Letters; v. 23, n. 9, p. 8-pg., 2023-05-01.
Resumo

Graphene nano-optics at terahertz (THz) frequencies (nu) is theoretically anticipated to feature extraordinary effects. However, interrogating such phenomena is nontrivial, since the atomically thin graphene dimensionally mismatches the THz radiation wavelength reaching hundreds of micrometers. Greater challenges happen in the THz gap (0.1-10 THz) wherein light sources are scarce. To surpass these barriers, we use a nanoscope illuminated by a highly brilliant and tunable free-electron laser to image the graphene nano-optical response from 1.5 to 6.0 THz. For nu < 2 THz, we observe a metal-like behavior of graphene, which screens optical fields akin to noble metals, since this excitation range approaches its charge relaxation frequency. At 3.8 THz, plasmonic resonances cause a field-enhancement effect (FEE) that improves the graphene imaging power. Moreover, we show that the metallic behavior and the FEE are tunable upon electrical doping, thus providing further control of these graphene nano-optical properties in the THz gap. (AU)

Processo FAPESP: 22/11987-0 - EMU concedido no processo 2019/14017-9: nanoscópio s-SNOM customizado e aprimorado para operação com IR-THz síncrotron
Beneficiário:Raul de Oliveira Freitas
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários
Processo FAPESP: 22/02901-4 - Nano-óptica de poláritons em cristais bidimensionais e na interface metal/dielétrico no infravermelho médio-distante
Beneficiário:Francisco Carlos Barbosa Maia
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
Processo FAPESP: 19/14017-9 - De ondas de éxcitons a THz-fônons: a nano-óptica de materiais 2Ds via nanoespectroscopia de infravermelho síncrotron
Beneficiário:Raul de Oliveira Freitas
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
Processo FAPESP: 21/10487-0 - EMU concedido no processo 2019/14017-9: unidades de iluminação mid-IR-VIS para s-SNOM síncrotron
Beneficiário:Raul de Oliveira Freitas
Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa Equipamentos Multiusuários