Резонансно-туннельное усиление плазмонов в ван-дер-ваальсовых гетероструктурах

Гетероструктуры, состоящие из параллельных слоев графена, разделенных тонким слоям диэлектрика, являются ключевыми компонентами новых электронных приборов: оптических и плазмонных модуляторов, транзисторов и фотодетекторов. При небольших толщинах диэлектриков ( 3 нм) возможно резонансное туннелирование электронов между слоями графена. В докладе будет показано, что данная структура может являться активной средой для плазмонов, аналогично квантовому каскадному лазеру на основе сверхрешеток. Расчет коэффициентов усиления плазмонов, распространяющихся по волноводу, составленному из двух слоев графена, демонстрирует возможность превышения усиления над поглощением, связанным с межзонными и внутризонными переходами в графене. На зависимости коэффициента усиления плазмонов от частоты наблюдается резонанс, связанный с сильным взаимодействием между электронами с параллельными направлениями импульса в соседних слоях графена.