室温下中红外石墨烯等离激元的高效电学探测
介观与纳米尺度物理
2018-08-29 v1
摘要
石墨烯等离激元的 optical 激发与后续衰变可显著升高载流子温度。在室温下将此种温升转换为可测电信号的高效方法，可赋能诸如普适移动设备中的热传感与成像等重要中红外应用。然而，尽管这一目标颇具吸引力，由于石墨烯中微弱的热电系数与载流子输运的弱温度依赖性，其至今尚未实现。在此，我们展示了由等离激元谐振器阵列经准一维纳米带互连而成的中红外石墨烯探测器。纳米带中由无序引起的局域势垒产生了载流子输运的剧烈温度依赖性，从而实现了对邻近石墨烯谐振器中等离激元衰变的电学探测。我们进一步实现了一个亚波长尺寸为 5*5 um2、工作于 12.2 um、外响应度 16 mA/W、室温下低噪声等效功率 1.3 nW/Hz1/2 且工作频率潜在超过吉赫兹的器件。重要的是，我们的器件采用大规模石墨烯制备并具有简单的两端几何结构，代表着向片上石墨烯中红外探测器阵列实现的关键一步。
引用
@article{arxiv.1805.06105,
title = {Efficient Electrical Detection of Mid-Infrared Graphene Plasmons at Room Temperature},
author = {Qiushi Guo and Renwen Yu and Cheng Li and Shaofan Yuan and Bingchen Deng and F. Javier García de Abajo and Fengnian Xia},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06105},
year = {2018}
}