基于石墨烯/金属微纳结构的可调谐光电子器件研究

发布时间：2021-02-18 00:52

　　石墨烯作为一种特殊的二维材料,具有很多优良的物理性质。近年来,将石墨烯和微纳光子学结合的研究也越来越受到国内外学者的关注,相关的研究也取得了很大进展,例如,基于石墨烯的高效吸收器,偏振转化器,光调制器以及其他器件。在光学上,石墨烯有很强的吸收效果,在中红外,太赫兹波段能够激发表面等离子激元,同时,通过化学掺杂或者电调控改变石墨烯的费米能级,能够实时改变石墨烯的电导率。在本论文中,我们研究了基于石墨烯的可调谐微纳光电器件,主要包括中红外波段吸收器,偏振控制器,以及近红外波段的光调制器和光开关。主要工作包括:（1）提出了一种中红外波段的可调谐吸收器。通过设计合适的石墨烯光栅条,激发石墨烯的表面等离子激元,利用微腔增强石墨烯和入射光的相互作用,使得石墨烯的吸收作用显著增强,同时通过调控石墨烯的费米能级改变吸收波长,从而获得中红外波段的可调谐吸收器。（2）提出了一种中红外波段的偏振控制器。通过设计金属光栅/石墨烯的混合结构,利用石墨烯电导率可调控的特性改变金属光栅的表面等离子共振频率,改变反射光的两个正交方向的相位差和振幅比,进而获得在同一结构上能够实时调控反射光偏振态的光电器件。（3）提出了... 

【文章来源】：苏州大学江苏省

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

石墨烯碳原子排列（左上图）；石墨结构（右上图）；一维的碳纳米管结构（左下图）；零维的富勒烯（右下图）

Andre K. Geim 和 Konstanin S. Novoselov 采用机械剥离的方法用胶带在石墨上得到了单层的石墨烯。并利用光学显微镜，对二氧化硅衬底上的石墨烯进行观测[11-13]。之后，Andre K. Geim 和 Konstanin S. Novoselov 做了诺贝尔奖报告，总结了石墨烯领域取得的研究成果[14,15]。1.2 石墨烯的一些基本物理性质1.2.1 晶体和能带结构石墨烯是迄今为止已知的最薄的材料，厚度仅 0.335nm。图 1.2(a)为石墨烯的晶体结构。图 1.3(b)为对应倒易空间和布里渊区。狄拉克点（Dirac points）即图中的顶点（K 与 K ）。图 1.3 为石墨烯的能带结构，其电子认为是无质量的狄拉克费米子[16]。

是迄今为止已知的最薄的材料，厚度仅 0.335nm。图 1.2(a)为。图 1.3(b)为对应倒易空间和布里渊区。狄拉克点（Dirac p点（K 与 K ）。图 1.3 为石墨烯的能带结构，其电子认为是无子[16]。图 1.2 (a) 石墨烯的晶格结构；(b) 倒易空间与布里渊区

【参考文献】：
期刊论文
[1]表面等离激元研究新进展[J]. 王振林.  物理学进展. 2009(03)



本文编号：3038800