У цій роботі досліджено розподіл поля в cтруктурах типу золота гратка, графеновий шар та кремнієва підкладка. Встановлено умови максимального розподілу електромагнітного поля (поглинання) цими структурами з метою використання їх у пристроях фотоніки та електроніки. Величина напруженості електромагнітного поля дифракційної гратки із золота з шаром графену зростає зі зменшенням ширини щілини. У той же час збільшення періоду призводить до невеликих змін розподілу електромагнітного поля. Показано, що максимальне значення розподілу електромагнітного поля значно зростає, майже вдвічі, зі зменшенням товщини графенового шару.
[1] Strobbia, P., Languirand, E., & Cullum, B. M. (2015), “Recent advances in plasmonic nanostructures for sensing: a review. Optical Engineering”, vol. 54, no 10, pp. 100902-100902.
[2] Roduner, E. (2006), “Size matters: why nanomaterials are different”, Chemical Society Reviews, vol. 35, no 7, pp. 583-592.
[3] Kolahalam, L. A., Viswanath, I. K., Diwakar, B. S., Govindh, B., Reddy, V., & Murthy, Y. L. N. (2019), “Review on nanomaterials: Synthesis and applications”, Materials Today: Proceedings, vol.18, pp. 2182-2190.
[4] Li, X., Zhu, J., & Wei, B. (2016), “Hybrid nanostructures of metal/two-dimensional nanomaterials for plasmon-enhanced applications”, Chemical Society Reviews, vol. 45, no 11, pp. 3145-3187.
[5] Schuller, J. A., Barnard, E. S., Cai, W., Jun, Y. C., White, J. S., & Brongersma, M. L. (2010), “Plasmonics for extreme light concentration and manipulation”. Nature Materials, vol. 9, no 3, pp. 193-204.
[6] Liang, C., Yi, Z., Chen, X., Tang, Y., Yi, Y., Zhou, Z., ... & Zhang, G. (2020), “Dual-band infrared perfect absorber based on an Ag-dielectric-Ag multilayer film with nano ring grooves arrays”, Plasmonics, vol. 15, pp. 93-100.
[7] Karmakar, S., Kumar, D., Varshney, R. K., & Roy Chowdhury, D. (2022), “Magnetospectroscopy of terahertz surface plasmons in subwavelength perforated superlattice thin-films”. Journal of Applied Physics, vol. 131, no 22, pp. 223102.
[8] Kim, B. S., Sternbach, A. J., Choi, M. S., Sun, Z., Ruta, F. L., Shao, Y., ... & Basov, D. N. (2023), “Ambipolar charge-transfer graphene plasmonic cavities”. Nature Materials, pp. 1-6.
[9] Echtermeyer, T. J., Britnell, L., Jasnos, P. K., Lombardo, A., Gorbachev, R. V., Grigorenko, A. N., ... & Novoselov, K. S. (2011), “Strong plasmonic enhancement of photovoltage in graphene”, Nature communications, vol. 2, no 1, pp. 458.
[10] Cui, L., Wang, J., & Sun, M. (2021), “Graphene plasmon for optoelectronics”. Reviews in Physics, vol. 6, pp. 100054.
[11] Popov, V. V., Polischuk, O. V., Davoyan, A. R., Ryzhii, V., Otsuji, T., & Shur, M. S. (2020), “Plasmonic terahertz lasing in an array of graphene nanocavities”. In Graphene-Based Terahertz Electronics and Plasmonics Jenny Stanford Publishing, pp. 587-601.
[12] Yu, W., Sisi, L., Haiyan, Y., & Jie, L. (2020), “Progress in the functional modification of graphene/graphene oxide: A review”, RSC Advances, vol. 10, no 26, pp. 15328-15345.
[13] Wang, S., Zhang, D. W., & Zhou, P. (2019), “Two-dimensional materials for synaptic electronics and neuromorphic systems”, Science Bulletin, vol. 64, no 15, pp. 1056-1066.
[14] Chen, K., Zhou, X., Cheng, X., Qiao, R., Cheng, Y., Liu, C., ... & Liu, Z. (2019), “Graphene photonic crystal fibre with strong and tunable light–matter interaction”, Nature Photonics, vol. 13, no 11, pp. 754-759.
[15] Fitio, V., Yaremchuk, I., Vernyhor, O., & Bobitski, Y. (2018), “Resonance of surface-localized plasmons in a system of periodically arranged gold and silver nanowires on a dielectric substrate”. Applied Nanoscience, vol. 8, pp. 1015-1024.
[16] Schinke, C., Christian Peest, P., Schmidt, J., Brendel, R., Bothe, K., Vogt, M. R., ... & MacDonald, D. (2015) ”Uncertainty analysis for the coefficient of band-to-band absorption of crystalline silicon”, AIP Advances, vol. 5, no 6, pp 067168
[17] Song, B., Gu, H., Zhu, S., Jiang, H., Chen, X., Zhang, C., & Liu, S. (2018). Broadband optical properties of graphene and HOPG investigated by spectroscopic Mueller matrix ellipsometry. Applied Surface Science, 439, 1079-1087.