带宽超过 110GHz 的超紧凑石墨烯等离子体光电探测器

基于石墨烯的光电探测器利用石墨烯高载流子迁移率与宽带吸收的特性，近年来发展迅速。然而，其在响应度和带宽方面的性能仍受限于微弱的光-石墨烯相互作用或较大的电阻-电容乘积。在此，我们展示了一种在绝缘体上硅平台上波导耦合的集成石墨烯等离子体光电探测器。得益于等离子体增强的石墨烯-光相互作用与光能量的亚波长限制，我们提出了一种小尺寸石墨烯-等离子体光电探测器，其带宽超过 110GHz，本征响应度为 360mA/W。归因于石墨烯独特的电子能带结构及其超宽带吸收，其工作波长范围可预期扩展至中红外以外，甚至更远。我们的结果表明，石墨烯与等离子体器件的结合在实现用于基于石墨烯的光互连的超紧凑高速光电子器件方面具有巨大潜力。