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?  等離子體的一個基本障礙是電磁場約束和自由空間光耦合效率之間的權(quán)衡，這是激發(fā)源和等離子體模之間動量失配過大的結(jié)果。尤其是石墨烯中的聲學(xué)等離子體，具有極高的場限制，以及極端的動量失配。為此，我們表明可以克服這種基本障礙，并展示了一個石墨烯聲學(xué)等離子體共振器，幾乎可以吸收(94%)入射中紅外光。這種高效率是通過利用兩級耦合方案實現(xiàn)的：通過自由空間光耦合到傳統(tǒng)的石墨烯等離子體，然后耦合到超限聲學(xué)等離子體。為實現(xiàn)這一方案，我們將無圖案的大面積石墨烯轉(zhuǎn)移到模板剝離的超扁平金屬帶上。單片集成的光學(xué)間隔物和反射器進一步提高了增強效果。我們發(fā)現(xiàn)石墨烯聲學(xué)等離子體可以分別對ångström厚蛋白和SiO₂層中的吸收帶和表面聲子模式進行超靈敏測量。我們的聲學(xué)等離子體諧振器平臺具有可擴展性，可以利用最終水平的光與物質(zhì)的相互作用，用于潛在的應(yīng)用，包括光譜，傳感，超表面和光電子學(xué)。

Fig. 1：耦合機制。

Fig. 2：通過集成反射器增強等離子體吸收。

Fig. 3：制造工藝和諧振器結(jié)構(gòu)。

Fig. 4：色散和吸收的間隙依賴性。

Fig. 5：聲-等離子體介導(dǎo)的光-物質(zhì)相互作用。

相關(guān)研究成果于2019年由美國明尼蘇達大學(xué)電氣與計算機工程系Sang-Hyun Oh課題組，發(fā)表在Nature Nanotechnology (https://doi.org/10.1038/s41565-019-0363-8 )上。原文：Graphene acoustic plasmon resonator for ultrasensitive infrared spectroscopy