近年來，平面超材料因其在平面光學元件，超靈敏傳感器，激光濺射和非線性器件設計中的潛在應用而被廣泛研究。最近的研究報道了通過光激發動態控制基于光敏材料的超材料。但是，以前的大多數演示都依賴于單個刺激控制，并且通常需要大的通量和超快的光脈沖。此處，石墨烯與硅基板上的Fano諧振超表面集成在一起，可通過低功率連續波（CW）光學激發（λ= 532 nm）提供對太赫茲波的有源調制。更重要的是，混合石墨烯-硅系統通過施加偏壓和CW照明對硅進行光摻雜實現“雙重控制”，從而改變了石墨烯的電導率，有效地調制了超材料的共振。具有共振超表面雙重控制特性的大型實時可調性可能是設計有源和功能太赫茲器件的有效途徑。
Figure 1. 超表面和等效電路示意圖。a) Gr-TASR超表面圖示。b) TASR單元的示意圖。c)制作的Gr-TASR單元顯微圖像。d) Gr-TASR單元的有效電路模型。
Figure 2. 用532 nm激發激光在石英基板上兩個不同位置的單層石墨烯拉曼光譜。
Figure 3. Gr-TASR設備的傳輸調制。在零偏置電壓下在有/無石墨烯的零和0.7 W cm
-2光泵下Gr-TASR器件的a)測量傳輸和d)的模擬傳輸。在0.7 W cm
-2光泵下模擬Gr-TASR器件的電壓相關b,c)測量傳輸和e,f)模擬傳輸。
Figure 4. 在0.7 W cm
-2的光泵功率密度下，計算的Drude權重（粉紅色曲線）和載流子散射率（藍色曲線）與a)正偏置電壓和b)負偏置電壓的關系。
Figure 5. 模擬的電場和表面電流分布。在Fano共振頻率下a–c)絕對電場和d–f)表面電流的模擬分布.
相關研究成果于2020年由天津大學Weili Zhan課題組，發表在Adv. Mater. Technol. ( https://doi.org/10.1002/admt.201900840)上。原文：Active Control of Asymmetric Fano Resonances with Graphene-Silicon-Integrated Terahertz Metamaterials
