Abstract

The scheme of graphene on a silicon substrate is potentially compatible to the microelectronic technology. But the maintained plasmons have considerable ohmic loss because of silicon’s large permittivity. We introduce air grooves in the silicon surface to reduce the optical thickness of substrate and hence decrease the propagation loss. The properties of graphene plasmons on the corrugated substrates are numerically investigated, in terms of the photon frequency and the geometrical parameters of the corrugated layer, considering both ohmic loss and scattering loss. The plasmons propagation lengths for the corrugated substrates can exceed twice of those for flat silicon in a broadband in mid-infrared. This study may be useful for designing of compact mid-infrared waveguides based on graphene for future photonic integrated circuits.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Coupling of plasmon and photon modes in a graphene-based multilayer structure

Lan Ding, Wen Xu, Chengxiang Zhao, Shulin Wang, and Huaifeng Liu
Opt. Lett. 40(19) 4524-4527 (2015)

High-performance and low-loss plasmon waveguiding in graphene-coated nanowire with substrate

Morteza Hajati and Yaser Hajati
J. Opt. Soc. Am. B 33(12) 2560-2565 (2016)

Surface plasmons at the interface between graphene and Kerr-type nonlinear media

Lei Wang, Wei Cai, Xinzheng Zhang, and Jingjun Xu
Opt. Lett. 37(13) 2730-2732 (2012)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. Jablan, H. Buljan, and M. Soljacic, Phys. Rev. B 80, 245435 (2009).
    [Crossref]
  2. A. Y. Nikitin, F. Guinea, F. J. Garcia-Vidal, and L. Martin-Moreno, Phys. Rev. B 84, 195446 (2011).
    [Crossref]
  3. J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).
  4. Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).
  5. H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
    [Crossref]
  6. V. W. Brar, M. S. Jang, M. Sherrott, J. J. Lopez, and H. A. Atwater, Nano Lett. 13, 2541 (2013).
    [Crossref]
  7. E. H. Hwang, R. Sensarma, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 82, 195406 (2010).
    [Crossref]
  8. M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
    [Crossref]
  9. X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H. K. Tsang, and J.-B. Xu, Nat. Photonics 7, 888 (2013).
    [Crossref]
  10. K. Kim, J. Choi, T. Kim, S. Cho, and H. Chung, Nature 479, 338 (2011).
    [Crossref]
  11. M. A. Gluba, D. Amkreutz, G. V. Troppenz, J. Rappich, and N. H. Nickel, Appl. Phys. Lett. 103, 073102 (2013).
    [Crossref]
  12. E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).
  13. W. Gao, J. Shu, C. Qiu, and Q. Xu, ACS Nano 6, 7806 (2012).
    [Crossref]
  14. J. Tao, X. Yu, B. Hu, A. Dubrovkin, and Q. J. Wang, Opt. Lett. 39, 271 (2014).
    [Crossref]
  15. I. Arrazola, R. Hillenbrand, and A. Y. Nikitin, Appl. Phys. Lett. 104, 011111 (2014).
    [Crossref]
  16. D. J. Bergman, Phys. Rep. 43, 377 (1978).
    [Crossref]
  17. X.-T. Kong, X. Yang, Z. Li, Q. Dai, and X. Qiu, Opt. Lett. 39, 1345 (2014).
    [Crossref]
  18. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
    [Crossref]
  19. A. Satou, Y. Koseki, V. Ryzhii, V. Vyurkov, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 115, 104501 (2014).
    [Crossref]

2014 (5)

M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
[Crossref]

J. Tao, X. Yu, B. Hu, A. Dubrovkin, and Q. J. Wang, Opt. Lett. 39, 271 (2014).
[Crossref]

I. Arrazola, R. Hillenbrand, and A. Y. Nikitin, Appl. Phys. Lett. 104, 011111 (2014).
[Crossref]

X.-T. Kong, X. Yang, Z. Li, Q. Dai, and X. Qiu, Opt. Lett. 39, 1345 (2014).
[Crossref]

A. Satou, Y. Koseki, V. Ryzhii, V. Vyurkov, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 115, 104501 (2014).
[Crossref]

2013 (4)

M. A. Gluba, D. Amkreutz, G. V. Troppenz, J. Rappich, and N. H. Nickel, Appl. Phys. Lett. 103, 073102 (2013).
[Crossref]

X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H. K. Tsang, and J.-B. Xu, Nat. Photonics 7, 888 (2013).
[Crossref]

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

V. W. Brar, M. S. Jang, M. Sherrott, J. J. Lopez, and H. A. Atwater, Nano Lett. 13, 2541 (2013).
[Crossref]

2012 (3)

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

W. Gao, J. Shu, C. Qiu, and Q. Xu, ACS Nano 6, 7806 (2012).
[Crossref]

2011 (2)

A. Y. Nikitin, F. Guinea, F. J. Garcia-Vidal, and L. Martin-Moreno, Phys. Rev. B 84, 195446 (2011).
[Crossref]

K. Kim, J. Choi, T. Kim, S. Cho, and H. Chung, Nature 479, 338 (2011).
[Crossref]

2010 (1)

E. H. Hwang, R. Sensarma, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 82, 195406 (2010).
[Crossref]

2009 (1)

M. Jablan, H. Buljan, and M. Soljacic, Phys. Rev. B 80, 245435 (2009).
[Crossref]

2004 (1)

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

1978 (1)

D. J. Bergman, Phys. Rep. 43, 377 (1978).
[Crossref]

Alonso-Gonzalez, P.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Amkreutz, D.

M. A. Gluba, D. Amkreutz, G. V. Troppenz, J. Rappich, and N. H. Nickel, Appl. Phys. Lett. 103, 073102 (2013).
[Crossref]

Andreev, G. O.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Arrazola, I.

I. Arrazola, R. Hillenbrand, and A. Y. Nikitin, Appl. Phys. Lett. 104, 011111 (2014).
[Crossref]

Atwater, H. A.

V. W. Brar, M. S. Jang, M. Sherrott, J. J. Lopez, and H. A. Atwater, Nano Lett. 13, 2541 (2013).
[Crossref]

Avouris, P.

M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
[Crossref]

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Badioli, M.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Bao, W.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Basov, D. N.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Bergman, D. J.

D. J. Bergman, Phys. Rep. 43, 377 (1978).
[Crossref]

Brar, V. W.

V. W. Brar, M. S. Jang, M. Sherrott, J. J. Lopez, and H. A. Atwater, Nano Lett. 13, 2541 (2013).
[Crossref]

Buljan, H.

M. Jablan, H. Buljan, and M. Soljacic, Phys. Rev. B 80, 245435 (2009).
[Crossref]

Camara, N.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Centeno, A.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Chen, J.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Cheng, Z.

X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H. K. Tsang, and J.-B. Xu, Nat. Photonics 7, 888 (2013).
[Crossref]

Cho, S.

K. Kim, J. Choi, T. Kim, S. Cho, and H. Chung, Nature 479, 338 (2011).
[Crossref]

Choi, J.

K. Kim, J. Choi, T. Kim, S. Cho, and H. Chung, Nature 479, 338 (2011).
[Crossref]

Chung, H.

K. Kim, J. Choi, T. Kim, S. Cho, and H. Chung, Nature 479, 338 (2011).
[Crossref]

Dai, Q.

Das Sarma, S.

E. H. Hwang, R. Sensarma, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 82, 195406 (2010).
[Crossref]

de Abajo, F. J. G.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Dominguez, G.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Dubonos, S. V.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Dubrovkin, A.

Fei, Z.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Firsov, A. A.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Fogler, M. M.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Freitag, M.

M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
[Crossref]

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Gao, W.

W. Gao, J. Shu, C. Qiu, and Q. Xu, ACS Nano 6, 7806 (2012).
[Crossref]

Garcia-Vidal, F. J.

A. Y. Nikitin, F. Guinea, F. J. Garcia-Vidal, and L. Martin-Moreno, Phys. Rev. B 84, 195446 (2011).
[Crossref]

Geim, A. K.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Gluba, M. A.

M. A. Gluba, D. Amkreutz, G. V. Troppenz, J. Rappich, and N. H. Nickel, Appl. Phys. Lett. 103, 073102 (2013).
[Crossref]

Godignon, P.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Grigorieva, I. V.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Guinea, F.

M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
[Crossref]

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

A. Y. Nikitin, F. Guinea, F. J. Garcia-Vidal, and L. Martin-Moreno, Phys. Rev. B 84, 195446 (2011).
[Crossref]

Hillenbrand, R.

I. Arrazola, R. Hillenbrand, and A. Y. Nikitin, Appl. Phys. Lett. 104, 011111 (2014).
[Crossref]

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Hu, B.

Huth, F.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Hwang, E. H.

E. H. Hwang, R. Sensarma, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 82, 195406 (2010).
[Crossref]

Jablan, M.

M. Jablan, H. Buljan, and M. Soljacic, Phys. Rev. B 80, 245435 (2009).
[Crossref]

Jang, M. S.

V. W. Brar, M. S. Jang, M. Sherrott, J. J. Lopez, and H. A. Atwater, Nano Lett. 13, 2541 (2013).
[Crossref]

Jiang, D.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Keilmann, F.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Kim, K.

K. Kim, J. Choi, T. Kim, S. Cho, and H. Chung, Nature 479, 338 (2011).
[Crossref]

Kim, T.

K. Kim, J. Choi, T. Kim, S. Cho, and H. Chung, Nature 479, 338 (2011).
[Crossref]

Kong, X.-T.

Koppens, F. H. L.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Koseki, Y.

A. Satou, Y. Koseki, V. Ryzhii, V. Vyurkov, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 115, 104501 (2014).
[Crossref]

Lau, C. N.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Li, X.

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Li, Z.

Lopez, J. J.

V. W. Brar, M. S. Jang, M. Sherrott, J. J. Lopez, and H. A. Atwater, Nano Lett. 13, 2541 (2013).
[Crossref]

Low, T.

M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
[Crossref]

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Martin-Moreno, L.

M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
[Crossref]

A. Y. Nikitin, F. Guinea, F. J. Garcia-Vidal, and L. Martin-Moreno, Phys. Rev. B 84, 195446 (2011).
[Crossref]

McLeod, A. S.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Morozov, S. V.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Neto, A. H. C.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Nickel, N. H.

M. A. Gluba, D. Amkreutz, G. V. Troppenz, J. Rappich, and N. H. Nickel, Appl. Phys. Lett. 103, 073102 (2013).
[Crossref]

Nikitin, A. Y.

I. Arrazola, R. Hillenbrand, and A. Y. Nikitin, Appl. Phys. Lett. 104, 011111 (2014).
[Crossref]

A. Y. Nikitin, F. Guinea, F. J. Garcia-Vidal, and L. Martin-Moreno, Phys. Rev. B 84, 195446 (2011).
[Crossref]

Novoselov, K. S.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Osmond, J.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Otsuji, T.

A. Satou, Y. Koseki, V. Ryzhii, V. Vyurkov, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 115, 104501 (2014).
[Crossref]

Palik, E. D.

E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).

Pesquera, A.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Qiu, C.

W. Gao, J. Shu, C. Qiu, and Q. Xu, ACS Nano 6, 7806 (2012).
[Crossref]

Qiu, X.

Rappich, J.

M. A. Gluba, D. Amkreutz, G. V. Troppenz, J. Rappich, and N. H. Nickel, Appl. Phys. Lett. 103, 073102 (2013).
[Crossref]

Rodin, A. S.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Ryzhii, V.

A. Satou, Y. Koseki, V. Ryzhii, V. Vyurkov, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 115, 104501 (2014).
[Crossref]

Satou, A.

A. Satou, Y. Koseki, V. Ryzhii, V. Vyurkov, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 115, 104501 (2014).
[Crossref]

Sensarma, R.

E. H. Hwang, R. Sensarma, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 82, 195406 (2010).
[Crossref]

Sherrott, M.

V. W. Brar, M. S. Jang, M. Sherrott, J. J. Lopez, and H. A. Atwater, Nano Lett. 13, 2541 (2013).
[Crossref]

Shu, J.

W. Gao, J. Shu, C. Qiu, and Q. Xu, ACS Nano 6, 7806 (2012).
[Crossref]

Soljacic, M.

M. Jablan, H. Buljan, and M. Soljacic, Phys. Rev. B 80, 245435 (2009).
[Crossref]

Spasenovic, M.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Tao, J.

Thiemens, M.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Thongrattanasiri, S.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Troppenz, G. V.

M. A. Gluba, D. Amkreutz, G. V. Troppenz, J. Rappich, and N. H. Nickel, Appl. Phys. Lett. 103, 073102 (2013).
[Crossref]

Tsang, H. K.

X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H. K. Tsang, and J.-B. Xu, Nat. Photonics 7, 888 (2013).
[Crossref]

Vyurkov, V.

A. Satou, Y. Koseki, V. Ryzhii, V. Vyurkov, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 115, 104501 (2014).
[Crossref]

Wagner, M.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Wang, Q. J.

Wang, X.

X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H. K. Tsang, and J.-B. Xu, Nat. Photonics 7, 888 (2013).
[Crossref]

Wu, Y.

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Xia, F.

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Xu, J.-B.

X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H. K. Tsang, and J.-B. Xu, Nat. Photonics 7, 888 (2013).
[Crossref]

Xu, K.

X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H. K. Tsang, and J.-B. Xu, Nat. Photonics 7, 888 (2013).
[Crossref]

Xu, Q.

W. Gao, J. Shu, C. Qiu, and Q. Xu, ACS Nano 6, 7806 (2012).
[Crossref]

Yan, H.

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Yang, X.

Yu, X.

Zhang, L. M.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Zhang, Y.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Zhao, Z.

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Zhu, W.

M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
[Crossref]

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Zurutuza Elorza, A.

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

ACS Nano (2)

M. Freitag, T. Low, L. Martin-Moreno, W. Zhu, F. Guinea, and P. Avouris, ACS Nano 8, 8350 (2014).
[Crossref]

W. Gao, J. Shu, C. Qiu, and Q. Xu, ACS Nano 6, 7806 (2012).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (2)

M. A. Gluba, D. Amkreutz, G. V. Troppenz, J. Rappich, and N. H. Nickel, Appl. Phys. Lett. 103, 073102 (2013).
[Crossref]

I. Arrazola, R. Hillenbrand, and A. Y. Nikitin, Appl. Phys. Lett. 104, 011111 (2014).
[Crossref]

J. Appl. Phys. (1)

A. Satou, Y. Koseki, V. Ryzhii, V. Vyurkov, and T. Otsuji, J. Appl. Phys. 115, 104501 (2014).
[Crossref]

Nano Lett. (1)

V. W. Brar, M. S. Jang, M. Sherrott, J. J. Lopez, and H. A. Atwater, Nano Lett. 13, 2541 (2013).
[Crossref]

Nat. Photonics (2)

X. Wang, Z. Cheng, K. Xu, H. K. Tsang, and J.-B. Xu, Nat. Photonics 7, 888 (2013).
[Crossref]

H. Yan, T. Low, W. Zhu, Y. Wu, M. Freitag, X. Li, F. Guinea, P. Avouris, and F. Xia, Nat. Photonics 7, 394 (2013).
[Crossref]

Nature (3)

K. Kim, J. Choi, T. Kim, S. Cho, and H. Chung, Nature 479, 338 (2011).
[Crossref]

J. Chen, M. Badioli, P. Alonso-Gonzalez, S. Thongrattanasiri, F. Huth, J. Osmond, M. Spasenovic, A. Centeno, A. Pesquera, P. Godignon, A. Zurutuza Elorza, N. Camara, F. J. G. de Abajo, R. Hillenbrand, and F. H. L. Koppens, Nature 487, 77 (2012).

Z. Fei, A. S. Rodin, G. O. Andreev, W. Bao, A. S. McLeod, M. Wagner, L. M. Zhang, Z. Zhao, M. Thiemens, G. Dominguez, M. M. Fogler, A. H. C. Neto, C. N. Lau, F. Keilmann, and D. N. Basov, Nature 487, 82 (2012).

Opt. Lett. (2)

Phys. Rep. (1)

D. J. Bergman, Phys. Rep. 43, 377 (1978).
[Crossref]

Phys. Rev. B (3)

M. Jablan, H. Buljan, and M. Soljacic, Phys. Rev. B 80, 245435 (2009).
[Crossref]

A. Y. Nikitin, F. Guinea, F. J. Garcia-Vidal, and L. Martin-Moreno, Phys. Rev. B 84, 195446 (2011).
[Crossref]

E. H. Hwang, R. Sensarma, and S. Das Sarma, Phys. Rev. B 82, 195406 (2010).
[Crossref]

Science (1)

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, and A. A. Firsov, Science 306, 666 (2004).
[Crossref]

Other (1)

E. D. Palik, Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).

Cited By

OSA participates in Crossref's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1.
Fig. 1. (a) Configuration of plasmonic waveguide consisting of a graphene sheet on silicon penetrated by an array of air grooves. (b) Effective structure of short array period limit (SAPL, f / λ GP 0 ), where the anisotropic layer has the same thickness as the air grooves, with its permittivity given by Eq. (1). (c) Snapshot of longitude electric field at frequency of 30 THz, assuming w = 15 nm , h = 50 nm , f = 2 w and graphene Fermi level of 0.4 eV.
Fig. 2.
Fig. 2. Dispersion of GPs on silicon, corrugated silicon ( w = 10 ,15, 20 nm) and substrate of SAPL (denoted by w = 0 ). Thickness of corrugated layer is h = 100 nm . (a) Real part of effective refractive index (left axis) and GP wavelength (right axis) with respect to photon frequency. (b) Imaginary part of effective refractive index (left axis) and propagation length (right axis) with respect to photon frequency.
Fig. 3.
Fig. 3. Effective refractive index n eff and propagation length L p in terms of air groove width w , with fixed air groove thicknesses h . (a) and (d) Real part of n eff . (b) and (e) Imaginary part of n eff . (c) and (f) Propagation length. In (a)–(c), ν = 10 THz . In (d)–(f), ν = 30 THz . Along the arrows in (e) and (f), h = 30 , 70, 110, 150 nm.
Fig. 4.
Fig. 4. Effective refractive index and propagation length in terms of corrugated layer thickness, with fixed air groove widths. (a) and (c) Real part of n eff . (b) and (d) Imaginary part of n eff (dashed) and propagation length (solid). In (a) and (b), ν = 10 THz , w = 40 , 60, 80, 100 nm along the arrows. In (c) and (d), ν = 30 THz , w = 10 , 13, 16, 19 nm along the arrows.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

ϵ x x = 1 / [ ( w / f ) / ϵ air + ( 1 w / f ) / ϵ Si ] , ϵ y y = ϵ z z = ( w / f ) · ϵ air + ( 1 w / f ) · ϵ Si .

Metrics