基于多层石墨烯-黑磷结构可调谐各向异性吸收器
CSTR:
作者:
作者单位:

(桂林电子科技大学 1. 广西高校微电子器件与集成电路重点实验室;2. 光电工程学院, 广西 桂林 541004)

作者简介:

肖功利(1975-),男,博士,研究员,硕士生导师,主要从事微纳光电子方面的研究;

通讯作者:

中图分类号:

TN256

基金项目:

国家自然科学基金项目(62165004,61805053);广西自然科学基金项目(2023GXNSFAA026108);桂林电子科技大学研究生创新项目(2022YCXS047,2021YCXS040);广西精密导航技术与应用重点实验室主任基金项目(DH202313).*通信作者:杨宏艳


Tunable Anisotropic Absorber Based on Multilayer Graphene-Black Phosphorus Structure
Author:
Affiliation:

(1. Key Laboratory of Microelectronic Devices and Integrated Circuits, Education Department of Guangxi Zhuang Autonomous Region;2. School of Optoelectronic Engineering, Guilin University of Electronic Technology, Guilin 541004, CHN)

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    摘要:

    基于阻抗匹配理论(IMT)和多层局域表面等离子体共振(LSPR)耦合效应,设计了一种多层石墨烯-黑磷可调谐各向异性吸收器。通过采用时域有限差分法(FDTD)进行模拟仿真计算分析发现,TE偏振下,吸收器在波长20.8~45.34μm范围内可实现94%的宽带平均吸收;TM偏振下,在波长16.6~44.6μm范围内可以实现96.3%的宽带平均吸收,呈现出一定程度的各向异性吸收特性。此外,通过调整石墨烯-黑磷块的宽度,可以调节吸收带宽。同时,动态调节石墨烯的费米能级或黑磷的电子掺杂浓度也能够调节吸收带宽和平均吸收率。该研究成果对动态可调谐红外能量采集、偏振选择性吸收和红外伪装领域具有理论指导意义。

    Abstract:

    Based on impedance matching theory and the multilayer local surface plasmon resonance coupling effect, we designed a multilayer graphene-black phosphorus tunable anisotropic absorber. We used the finite-difference time-domain method to simulate and analyze the results. Under TE polarization, we achieved an average broadband absorption of 94% in the wavelength range of 20.8~45.34μm. Under TM polarization, we achieved an average broadband absorption of 96.3% in the wavelength range of 16.6~44.6μm, thus indicating a certain degree of anisotropic absorption. In addition, the absorption bandwidth can be altered by adjusting the width of the graphene-black phosphorus block. Simultaneously, dynamically adjusting the Fermi level of graphene or the electron-doping concentration of black phosphorus can alter the absorption bandwidth and average absorption rate. The results of this study are theoretically significant in the fields of dynamic tunable infrared-energy acquisition, polarization-selective absorption, and infrared camouflage.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

肖功利,赖子凡,杨宏艳,林志雄,李海鸥,陈赞辉.基于多层石墨烯-黑磷结构可调谐各向异性吸收器[J].半导体光电,2024,45(3):362-368. XIAO Gongli, LAI Zifan, YANG Hongyan, LIN Zhixiong, LI Haiou, CHEN Zanhui. Tunable Anisotropic Absorber Based on Multilayer Graphene-Black Phosphorus Structure[J].,2024,45(3):362-368.

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  • 收稿日期:2024-01-15
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  • 在线发布日期: 2024-07-11
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