[초록빛논문] 금속성의 단일벽 탄소 나노튜브에서의 루틴저 액체 플라즈몬의 관찰

1. 논문 정보

제목: 금속성의 단일벽 탄소 나노튜브에서의 루틴저 액체 플라즈몬의 관찰 

학술지: 자연 광자학

발행년월: 2015년 7월

글쓴이: 즈원 스, 샤오핑 홍, 한스 A. 벳텔, 보 정, 마이클 C. 마틴, 켄지 와타나베, 타카시 타니구치, 위언론 선, 펑 왕

이어가기: http://dx.doi.org/10.1038/nphoton.2015.123

인용정보: Shi, Z., Hong, X., Bechtel, H. A., Zeng, B., Martin, M. C., Watanabe, K., ... & Wang, F. (2015). Observation of a Luttinger-liquid plasmon in metallic single-walled carbon nanotubes. Nature Photonics. 

2. 초록

[번역문]

전도 전자의 한꺼번에 떨기인 표면 플라즈몬은 광자학과 전자공학을 나노 크기로 집적하는 길을 열어줄 것이라 기대되어 왔다. 하지만 플라즈몬에 기반한 나노광자학적 회로는 강한 공간적 가둠과 높은 품질인자, 그리고 낮은 분산을 동시에 나타내는 광대역 플라즈몬식 도파로를 만드는데 있어 어려움을 겪어왔다. 매우 작은 금속 나노입자에서의 플라즈몬이라든가 꿰뚫기 효과의 영향을 받는 플라즈몬의 경우처럼, 전자의 양자역학적 효과과 주도적 역할을 하는 양자 플라즈몬은 나노구조에서 참신한 플라즈몬식 현상을 이끌어낼 수 있다. 이에 우리는 탄소 나노튜브에 있는 일차원적 디랙 전자의 루틴저 액체가 고전 플라즈몬의 들뜸과는 질적으로 다르게 움직이는 양자 플라즈몬을 나타냄을 보였다. 이 루틴저 액체 플라즈몬은 나르개 농도나 들뜸 파장에 독립적인 양자화된 속도를 가지고 도파하며, 특별한 공간적 가둠과 높은 품질인자를 동시에 나타낸다. 이러한 루틴저 액체 플라즈몬은 빛을 버금파장 수준에서 조작하기 위한 참신한 저손실 플라즈몬식 회로를 가능하게 한다.

[원문]

Surface plasmons, collective oscillations of conduction electrons, hold great promise for the nanoscale integration of photonics and electronics. However, nanophotonic circuits based on plasmons have been significantly hampered by the difficulty in achieving broadband plasmonic waveguides that simultaneously exhibit strong spatial confinement, a high quality factor and low dispersion. Quantum plasmons, where the quantum mechanical effects of electrons play a dominant role, such as plasmons in very small metal nanoparticles and plasmons affected by tunnelling effects, can lead to novel plasmonic phenomena in nanostructures. Here, we show that a Luttinger liquid of one-dimensional Dirac electrons in carbon nanotubes exhibits quantum plasmons that behave qualitatively differently from classical plasmon excitations. The Luttinger-liquid plasmons propagate at ‘quantized’ velocities that are independent of carrier concentration or excitation wavelength, and simultaneously exhibit extraordinary spatial confinement and high quality factor. Such Luttinger-liquid plasmons could enable novel low-loss plasmonic circuits for the subwavelength manipulation of light.

3. 용어 대응

Luttinger: 루틴저

conduction electron: 전도 전자

collective oscillation: 한꺼번에 떨기

confinement: 가둠

quality factor: 품질인자

tunnelling: 꿰뚫기

excitation: 들뜸

carrier: 나르개

carrier concentration: 나르개 농도

4. 그림

끝

2015년 7월 31일

과꾸로

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초록빛논문 소개:

모든 중요 논문이 영어로 나오는 시대에, 한국어를 모국어로 하는 연구자들이 최근 연구를 쉽게 접할 수 있도록, 논문의 초록을 한국어로 번역하여 소개한다. 한국어 용어는 한국물리학회의 물리학 용어집을 기본적으로 따른다. 초록이 없는 논문의 경우 초록 대신 논문 본문의 첫 문단을 번역하여 소개한다. 분야는 나노광학, 표면 플라즈몬, 메타물질 등을 다룬다.

번역자

카이스트 물리학 박사

현재 CSIRO 호주 연방과학산업연구원 박사후 연구원

이어가기: http://www.yhwang.info

트위터: @gguro

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