2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、石墨烯,一種碳原子呈蜂窩狀排布的二維單層晶體,因其特殊的性質(zhì)在光電領(lǐng)域備受關(guān)注。然而,在可見光頻域石墨烯的光吸收率僅為2.3%。為了增強光吸收效果,我們發(fā)現(xiàn):石墨烯具備較低的阻抗損耗,通過與金屬超材料納米結(jié)構(gòu)組合可以大大提高光吸收率。石墨烯內(nèi)部還有電可調(diào)的等離激元,可用于電光調(diào)制吸收。由于石墨烯的等離諧振能夠發(fā)生在不同的光學頻段,基于石墨烯的光學器件因此具備波長選擇特性。
  本文基于以上設想,對石墨烯-光相互作用的研究從兩個層面

2、展開:
  一是結(jié)合金屬超材料結(jié)構(gòu),設計出波長可調(diào)的光吸收體。由于石墨烯與貴金屬的結(jié)合可看作是一種摻雜方式,能夠產(chǎn)生局域表面等離激元,從而束縛入射光能量,產(chǎn)生耦合諧振現(xiàn)象?;诘入x狹縫波導模型,分析幾何調(diào)控下石墨烯吸收光譜的變化。研究從二維結(jié)構(gòu)開始,逐漸拓寬至三維結(jié)構(gòu)。再通過選擇不同的金屬材料,比較兩種結(jié)構(gòu)特性及參數(shù)影響。
  二是利用石墨烯本身的電可調(diào)等離激元,通過在石墨烯層上加偏壓,改變石墨烯的化學勢(費米能量),以及石

3、墨烯介電常數(shù)值,達到調(diào)節(jié)吸收光譜的目的。本文利用慢波波導模型,對石墨烯-介質(zhì)層多層疊加的結(jié)構(gòu)進行分析,并獲得優(yōu)化的結(jié)構(gòu)寬度。對于介質(zhì)層厚度、石墨烯偏壓,根據(jù)與諧振波長的依賴關(guān)系,可確定超寬帶吸收模型的結(jié)構(gòu)參數(shù)。該吸收器得到了8um至32um的寬帶吸收帶寬,并將吸收率保持在90%上下波動,吸收率超過50%的帶寬范圍占總吸收帶寬的83%。
  本文的創(chuàng)新在于,建立多種模型(二維,三維,不同材料)來深入分析石墨烯-光相互作用機制,并有效

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