Overcoming High-Quality Limitations in Plasmonic Metasurfaces for Ultrasensitive Terahertz Applications

太赫兹辐射 等离子体子 材料科学 纳米技术 质量(理念) 光电子学 物理 量子力学
作者
Ziheng Ren,Yuze Hu,Weibao He,Shun Wan,Siyang Hu,Zhongyi Yu,Xiang’ai Cheng,Zhongjie Xu,Tian Jiang
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:18 (32): 21211-21220 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsnano.4c04565
摘要

In photonics, achieving high-quality (Q) resonance is crucial for high-sensitivity devices used in applications, such as switching, sensing, and lasing. However, high-Q resonances are highly susceptible to internal losses of plasmonic devices, impeding their integration into broader systems across terahertz and visible light bands. Here, we overcome this challenge by proposing a low-Q plasmonic metasurface for ultrasensitive terahertz (THz) switching and sensing. Theoretically, we reveal an approach to constructing a low-Q resonator possessing high sensitivity to nonradiative losses. Leveraging this mechanism, we design a highly sensitive plasmonic metasurface induced by strong coupling between a quasi-bound state in the continuum and a dipole mode. By hybridizing with the germanium layer, the metadevice exhibits an ultralow pump threshold of 192 μJ/cm2 and an ultrafast switching cycle time of 7 ps. Furthermore, it also shows a high sensitivity of 224 GHz/RIU in refractive index sensing. The proposed paradigm of constructing low-Q and high-sensitivity photonic devices can be applied to biosensing, wide-band filters, and sensitive modulators.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
量子星尘发布了新的文献求助10
刚刚
Ella发布了新的文献求助10
刚刚
乐观的雨完成签到,获得积分10
刚刚
带象完成签到,获得积分10
刚刚
贪玩绮南发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
Annlucy完成签到 ,获得积分10
1秒前
赘婿应助jixuzhuixun采纳,获得10
1秒前
完美听南完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
orixero应助cc采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
高高从蕾发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
瓦学弟的妈妈完成签到,获得积分10
2秒前
我真的1饿死了完成签到,获得积分10
3秒前
烟花应助江河采纳,获得10
3秒前
心随以动发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
4秒前
诚心的黑猫完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
Atopos文完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
上官若男应助顾化蛹采纳,获得10
5秒前
5秒前
Peterpk完成签到,获得积分10
5秒前
polystyrene发布了新的文献求助10
5秒前
小美完成签到,获得积分20
6秒前
徐洲驳回了烟花应助
6秒前
dolores完成签到,获得积分10
6秒前
tzhzh8发布了新的文献求助10
7秒前
典雅访旋完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
vera完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
thy发布了新的文献求助10
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
BRITTLE FRACTURE IN WELDED SHIPS 1000
Entre Praga y Madrid: los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 1000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Encyclopedia of Materials: Plastics and Polymers 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6098080
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7927965
关于积分的说明 16418254
捐赠科研通 5228314
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2794369
邀请新用户注册赠送积分活动 1776805
关于科研通互助平台的介绍 1650783