عملکرد خوب آشکارساز نوری پلاسمونی مبتنی بر گرافن با استفاده از نانو توری فلزی در طول موج‌ های مخابراتی

در این مقاله، یک آشکارساز نوری پلاسمونی مبتنی بر گرافن با عملکرد خوب در محدوده طول موج ‏های مخابراتی پیشنهاد شده است. ساختار پیشنهادی شامل زیر لایه سیلیسیوم/سیلیکا، نانو توری فلزی با ساختار تناوبی و لایه گرافن می باشد. رفتار نوری و الکتریکی ساختار به صورت عددی بررسی شده است. نتایج نشان می ‏دهند که با استفاده از فقط یک لایه گرافن، جذب ساختار به علت پدیده جفت شدگی پلاسمونی بین گرافن و نانو توری فلزی به بیش از 0/98 می‏ رسد. در این ساختار، جریان تاریک پایین و جریان نوریma  0/64 در بایاس v 2/1-   و در طول موج مخابراتی1/55µm  به دست آمده است. همچنین،  پاسخ دهی نوری 1300ma/w به ازای توان نور تابشی 0/5mw به دست آمد.

High-Performance Graphene-based Plasmonic Photodetector using Metal Nano-grating at Telecommunication Wavelengths

In this paper, a graphene-based plasmonic photodetector with high performance at telecommunication wavelength  has been proposed. The proposed structure consists of SiO2/Si substrate, metal nano-grating with periodic structure and graphene layer. The optical and electrical behavior of the structure is numerically investigated. Utilizing only one graphene layer, the results show that the absorption of the structure reaches to more than 0.98 due to the plasmonic coupling phenomena between graphene and metal nano-grating. In this structure, a low dark current and a photocurrent of 0.64 mA at -2.1 V bias and at wavelength of 1.55 µm are obtained. Also, the photoresponsivity  of 1300 mA/W at an incident light power of 0.5 mW is achieved.