将石墨烯层涂在电介质/金属核壳的谐振器(DMCSRs)表面,而后我们理论研究了它的光吸收情况。在本工作中,我们证明了多层的核壳结构可增强石墨烯的光吸收,进而激发由DMCSRs提供的键合杂化等离子体共振。此外,我们也证明了石墨烯的吸收增强在宽范围内都可调,即从可见光到近红外范围,特别地,通过同时改变电介质核尺寸和金属壳厚度,可使增强因子在任何波长下最大化优化。相关测试结果表明,石墨烯包覆的DMCSRs具备的强的、高的波长可调的吸收增强,因此它在基于石墨烯的光电检测器和图像传感器方面的应用是极具吸引力的。
Figure 1.(a)石墨烯包覆银纳米球的原理示意图;(b)石墨烯吸收效率与银纳米球于四个不同波长下计算的半径的函数关系。
Figure 2.(a)石墨烯包覆DMCSRs在特定电介质核折射率下的石墨烯吸收效率光谱(n=1.59,银壳厚度为5 nm,但不同的核半径);(b)石墨烯包覆DMCSRs在特定电介质核折射率下的石墨烯吸收效率光谱(n=1.59,核半径为30 nm,但不同的银壳厚度)。
Figure 3.石墨烯包覆的DMCSRs在相同核折射率(n=1.59)但不同核半径和银壳厚度下的石墨烯吸收效率光谱中出现的(a)光谱位置和(b)峰效率的二维彩色图;(c)石墨烯包覆DMCSRs在特定核折射率下(n=1.59)的石墨烯吸收效率图谱;(d)石墨烯包覆DMCSRs在特定核折射率下(n=3.0)的石墨烯吸收效率图谱。
Figure 4.(a)银壳纳米球和(b)石墨烯包覆的DMCSRs在不同石墨烯层数时于四种波长下(λ=455 nm,610 nm,875 nm和1195 nm)可实现的最大石墨烯吸收效率;(c)石墨烯吸收效率的增强因子在四个波长下:λ=455 nm,610 nm,875 nm和1195 nm与石墨烯层数的函数关系。
该研究工作于2017年发表在ScientificReports上。
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