جاذب پلاسمونیک مبتنی‌بر گرافن با کاربرد حسگری در باند فرکانسی فروسرخ دور

در این مقاله، یک جاذب ایده‌ آل پلاسمونیک تنظیم‌پذیر متشکل از دو حلقه گرافنی، لایه دی ‌اکسید سیلیکون و زیرلایه طلا طراحی و شبیه‌سازی شده است. طیف جذب ساختار با تغییر پتانسیل شیمیایی و زمان استراحت گرافن، تغییر می ‌کند. با انتخاب پتانسیل شیمیایی و زمان استراحت به ‌ترتیب 1 ev و 1 ps، یک قله جذب ایده آل در طول موج 19.26 mµ، به‌دلیل افزایش پلاسمون های سطحی گرافن مشاهده می‌شود. همچنین، تاثیر پارامترهای هندسی ساختار برروی طیف جذب بررسی شده است. با تغییر ضریب شکست ماده تست قرار گرفته برروی ساختار، جاذب پیشنهادی دارای حساسیت بالای nm/riu 2323 است. با توجه به نتایج به‌دست آمده، جاذب پیشنهادی می‌تواند در کاربردهای دیگری مانند مدولاتورها و آشکارها نیز استفاده شود.

Graphene-Based Plasmonic Absorber with Sensing Application in the Far-infrared Region

In this paper, a tunable plasmonic perfect absorber composed of two concentric graphene rings, silicon dioxide layer and gold substrate is designed and simulated. The absorption spectrum of the structure changes by variation of chemical potential and relaxation time of graphene. A perfect absorption peak at the wavelength of 19.26 µm is achieved with the chemical potential and relaxation time of 1eV and 1ps, respectively, which is due to increasing the surface plasmons of graphene. Also, the effect of geometrical parameters on the absorption characteristics is investigated. It is shown that by changing the refractive index of the test medium, the proposed absorber has the high sensitivity of 2323 nm/RIU. According to the obtained results, the proposed absorber can also be used in other applications such as modulators and detectors.