High-efficient light absorption of monolayer graphene via cylindrical dielectric arrays and the sensing application

Zhou Peng; Zheng Gaige

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High-efficient light absorption of monolayer graphene via cylindrical dielectric arrays and the sensing application

机译：圆柱介电阵列对单层石墨烯的高效光吸收及其传感应用

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The efficiency of graphene-based optoelectronic devices is typically limited by the poor absolute absorption of light. A hybrid structure of monolayer graphene with cylindrical titanium dioxide (TiO2) array and aluminum oxide (Al2O3) spacer layer on aluminum (Al) substrate has been proposed to enhance the absorption for two-dimensional (2D) materials. By combining dielectric array with metal substrate, the structure achieves multiple absorption peaks with near unity absorbance at near-infrared wavelengths due to the resonant effect of dielectric array. Completed monolayer graphene is utilized in the design without any demand of manufacture process to form the periodic patterns. Further analysis indicates that the near-field enhancement induced by surface modes gives rise to the high absorption. This favorable field enhancement and tunability of absorption not only open up new approaches to accelerate the light-graphene interaction, but also show great potential for practical applications in high-performance optoelectronic devices, such as modulators and sensors. (C) 2018 Elsevier B.V. All rights reserved.

机译：基于石墨烯的光电器件的效率通常受光绝对吸收差的限制。已经提出了具有圆柱形二氧化钛（TiO 2）阵列和铝（Al）衬底上的氧化铝（Al 2 O 3）间隔层的单层石墨烯的混合结构，以增强对二维（2D）材料的吸收。通过将电介质阵列与金属基板结合，由于电介质阵列的共振效应，该结构在近红外波长处获得了多个吸收峰，并且具有接近统一的吸光度。完整的单层石墨烯可用于设计中，而无需任何制造过程即可形成周期性图案。进一步的分析表明，表面模式引起的近场增强引起高吸收。这种有利的场增强和吸收可调性不仅开辟了加速光-石墨烯相互作用的新方法，而且在高性能光电器件（例如调制器和传感器）的实际应用中显示出巨大的潜力。（C）2018 Elsevier B.V.保留所有权利。

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来源
《Optical Materials》 |2018年第4期|471-476|共6页
作者
Zhou Peng; Zheng Gaige;
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作者单位

Nanjing Univ Informat Sci & Technol Jiangsu Key Lab Optoelect Detect Atmosphere & Oce Nanjing 210044 Jiangsu Peoples R China;

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收录信息美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);
原文格式 PDF
正文语种 eng
中图分类
关键词
Monolayer graphene; Light absorption; Titanium dioxide (TiO2) array;

机译：单层石墨烯;光吸收二氧化钛（TiO2）阵列;

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