非对称奇异超表面实现的多功能二维红外光电探测器
介观与纳米尺度物理
2025-05-07 v2 应用物理
光学
摘要
提供超快光电响应的二维材料 suffers from low intrinsic absorbance，尤其是在中红外波长范围。二维材料掺杂的挑战进一步复杂化了灵敏p-n结的制备。在此，我们实验演示了一种基于石墨烯的红外探测器，同时具有增强的吸收和强结构不对称性，从而实现零偏压光电流。这些特性的关键要素是置于石墨烯之上的非对称奇异超表面(ASMS)，其锋利的金属楔形结构提供了局部吸收的奇异增强。ASMS几何结构预定义了额外的器件功能。具有连接金属楔形的结构在8.6 m波长、广泛载流子密度范围内实现了高达200的偏振比。具有孤立楔形的结构展示了栅控切换——在偏振辨识和偏振稳定光电响应之间切换，这是偏振成像中高度期望但稀缺的特性。
引用
@article{arxiv.2411.06480,
title = {Multifunctional 2d infrared photodetectors enabled by asymmetric singular metasurfaces},
author = {Valentin Semkin and Aleksandr Shabanov and Kirill Kapralov and Mikhail Kashchenko and Alexander Sobolev and Ilya Mazurenko and Vladislav Myltsev and Egor Nikulin and Alexander Chernov and Ekaterina Kameneva and Alexey Bocharov and Dmitry Svintsov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.06480},
year = {2025}
}