基于沟道光热电效应的等离子体石墨烯光电探测器
应用物理
2020-02-12 v1 介观与纳米尺度物理
光学
摘要
我们提出了一种片上CMOS兼容的、基于在整个均匀石墨烯沟道上发生的光热电效应（PTE）的石墨烯等离子体光电探测器。所提出的光电探测器集成了长程介质负载表面等离激元极化激元（LR-DLSPP）波导，其中金属条同时作为支持等离激元的金属材料和其中一个金属电极。横向磁（TM）等离激元模式的大面内分量可高效耦合到石墨烯，导致整个石墨烯沟道上的温度大幅升高，最大值位于金属条边缘。结果，在仅数十微瓦（{\mu}W）的输入功率下，可在1550 nm通信波长获得超过12000 K的电子温度。即使受限于诸如石墨烯熔化温度（T= 4510 K）等因素，在1550 nm通信波长下仍可实现至少超过200 A/W的响应度。研究还表明，在某些操作条件下，PTE沟道光电流可与光伏和p-n结PTE贡献隔离，从而为优化整体光电探测器性能提供了有效途径。
引用
@article{arxiv.1911.05614,
title = {Plasmonic graphene photodetector based on channel photo-thermoelectric effect},
author = {Jacek Gosciniak and Mahmoud Rasras and Jacob Khurgin},
journal= {arXiv preprint arXiv:1911.05614},
year = {2020}
}
备注
19 pages, 9 figures