石墨烯无限宽折射率传感器型太赫兹超材料吸收器
光学
2025-11-19 v2
摘要
本研究引入一种基于石墨烯的太赫兹超材料吸收器，工作频率为 8.436 THz。单元单元包含石墨烯基分割环形共振器 (SRR) 配置，顶层附加辅助分割。该结构在 TM 偏振下实现 99.99% 的近完美吸收，入射角度达到 75 时仍保持吸收率在 90% 以上。此外，所提出的设计在 50 以内保持偏振无关性。传感器显示出 4.22 RIU 的图谱质量因子 (FOM)，并实现最大 Q 因子为 20.98，对应全宽半高 (FWHM) 为 402 GHz。还开发了一个等效电路模型来验证共振行为。由于共振频率对周围折射率 (RI) 的强烈依赖，将该吸收器应用于 RI 基传感器。其在折射率范围从 1.0 到 2.0 的宽广折射率范围内显示出 1698 GHz/RIU 的高灵敏度。该设计有望用于气体、油、溶剂、聚合物及高折射率介质材料的感应用，包括生物医学折射率窗口 (1.30-1.39) 的无标签生物传感。
引用
@article{arxiv.2511.01012,
title = {Graphene-Enabled Terahertz Metamaterial Absorber for Ultra-Wide Refractive Index Sensing},
author = {Osama Haramine Sinan and Roktim Barua and Nipa Dhar and Muhammad Asad Rahman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.01012},
year = {2025}
}