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Polarization-insensitive graphene photodetectors enhanced by a broadband metamaterial absorber

光电探测器 光探测 石墨烯 光电子学 光电流 材料科学 超材料 超材料吸收剂 极化(电化学) 等离子体子 光学 宽带 物理 纳米技术 可调谐超材料 化学 物理化学
作者
Qiushun Zou,Yang Shen,Jian Ouyang,Yueli Zhang,Jin Chen
出处
期刊:Optics Express [The Optical Society]
卷期号:29 (15): 24255-24255 被引量:10
标识
DOI:10.1364/oe.433347
摘要

Graphene, combined with plasmonic nanostructures, shows great promise for achieving desirable photodetection properties and functionalities. Here, we theoretically proposed and experimentally demonstrated a graphene photodetector based on the metamaterial absorber in the visible and near-infrared wavebands. The experimental results show that the metamaterial-based graphene photodetector (MGPD) has achieved up to 3751% of photocurrent enhancement relative to an antennasless graphene device at zero external bias. Furthermore, the polarization-independent of photoresponse has resulted from the polarization-insensitive absorption of symmetric square-ring antennas. Moreover, the spectral-dependent photocurrent enhancement, originated from the enhanced light-trapping effect, was experimentally confirmed and understood by the simulated electric field profiles. The design contributes to the development of high-performance graphene photodetectors and optoelectronic devices.
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