基于表面電流邊界的石墨烯等離子體調(diào)制特性和傳感特性

編號：CPJS06867

篇名：基于表面電流邊界的石墨烯等離子體調(diào)制特性和傳感特性

作者：楊颯 周仁龍 劉丹 趙永明 林洽武 李爽

關(guān)鍵詞： 表面光學(xué) 表面等離激元 表面電流邊界 石墨烯

機(jī)構(gòu)： 廣東第二師范學(xué)院物理與信息工程系

摘要： 構(gòu)建一種單層石墨烯條周期陣列結(jié)構(gòu),采用表面電流邊界條件的時(shí)域有限差分法和耦合模理論對周期性陣列石墨烯條的光電特性進(jìn)行研究。研究結(jié)果表明石墨烯陣列在中紅外波段具有典型的表面等離子體雙共振效應(yīng),周期性陣列結(jié)構(gòu)可增強(qiáng)石墨烯表面等離子體局域場的共振效應(yīng)。對石墨烯表面等離子體共振模式的諧振波長、電場能量、衰減率和壽命進(jìn)行分析,仿真結(jié)果表明:當(dāng)石墨烯費(fèi)米能級從0.4 eV上升到0.8 eV時(shí),可實(shí)現(xiàn)諧振波長從16.81μm到11.13μm的調(diào)諧;當(dāng)石墨烯載流子遷移率從0.1 m^2·(V·s)^-1變化到1.0 m2·(V·s)^-1時(shí),可實(shí)現(xiàn)等離子體壽命從21 fs到223 fs的調(diào)控;當(dāng)覆蓋物折射率從1變化到2時(shí),品質(zhì)因數(shù)從0.14非線性地上升到0.19。該研究的方法和結(jié)論可以為石墨烯等離子體器件的設(shè)計(jì)提供參考。