Если на графен наложить, после тонкого диэлектрика, периодический массив металлических нанолент с периодом d, то, казалось бы, мы должны наблюдать плазмонные резонансы с волновыми числами q = 2πn/d. Однако эксперимент этого не подтверждает: наблюдаемые частоты плазмонов, показанные на графиках шестиугольниками, сильно отклоняются от такого предсказания – пунктирной кривой.

Дело в том, что такое предсказание справедливо, если металлическая решетка выступает в роли слабого возмущения для распространяющихся по графену плазмонов, облегчая возбуждение последних с определенными волновыми векторами. Здесь же плазмоны сильно связаны с металлическими полосками, так что их поле почти полностью сосредоточено под металлом. Более точно такая ситуация описывается моделью Кронига-Пенни, где свободно распространяющаяся волна периодически преодолевает туннельные промежутки. Частоты плазмонов, посчитанные в рамках такой модели и показанные сплошными линиями, хорошо согласуются с экспериментом.

#плазмоны #графен