基于Fano共振的金屬-絕緣體-金屬-石墨烯納米管混合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)可調(diào)折射率傳感器

編號(hào)：CYYJ02986

篇名：基于Fano共振的金屬-絕緣體-金屬-石墨烯納米管混合結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)可調(diào)折射率傳感器

作者：祁云平 賈迎君 張婷 丁京徽 尉凈雯 王向賢

關(guān)鍵詞： 表面等離子體激元 石墨烯納米管 折射率傳感器 多模干涉耦合模理論

機(jī)構(gòu)： 西北師范大學(xué)物理與電子工程學(xué)院 四川大學(xué)電子信息學(xué)院 蘭州理工大學(xué)理學(xué)院

摘要： 為了解決傳統(tǒng)金屬-絕緣體-金屬(metal-insulator-metal,MIM)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)傳感器不可動(dòng)態(tài)調(diào)控的問(wèn)題,本文將石墨烯納米管引入MIM波導(dǎo)耦合圓環(huán)諧振腔結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了一種動(dòng)態(tài)可調(diào)的MIM-石墨烯納米管混合結(jié)構(gòu)折射率傳感器.采用有限元法對(duì)系統(tǒng)的傳輸特性、電場(chǎng)分布和磁場(chǎng)分布進(jìn)行數(shù)值研究,并通過(guò)多模干涉耦合模理論進(jìn)行分析驗(yàn)證.結(jié)果表明,Fano共振源自于TM10腔共振模式和石墨烯等離子體電共振模式之間的相干耦合.通過(guò)改變石墨烯的化學(xué)勢(shì)可以在較大波長(zhǎng)范圍內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)諧Fano共振的諧振波長(zhǎng)和線寬,從而實(shí)現(xiàn)折射率傳感器的動(dòng)態(tài)調(diào)控.在最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)下,傳感器靈敏度可達(dá)1250 nm/RIU.與傳統(tǒng)的MIM波導(dǎo)結(jié)構(gòu)相比,該器件具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)可調(diào)、易于加工且工作波段范圍大等諸多優(yōu)點(diǎn),對(duì)設(shè)計(jì)可動(dòng)態(tài)調(diào)控的高性能納米光子集成器件具有一定的指導(dǎo)意義.