| 基于Fano共振的金属-绝缘体-金属-石墨烯纳米管混合结构动态可调折射率传感器 |
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| 引用本文： | 祁云平,贾迎君,张婷,丁京徽,尉净雯,王向贤.基于Fano共振的金属-绝缘体-金属-石墨烯纳米管混合结构动态可调折射率传感器[J].物理学报,2022(17):361-370. |
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| 作者姓名： | 祁云平 贾迎君 张婷 丁京徽 尉净雯 王向贤 |
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| 作者单位： | 1. 西北师范大学物理与电子工程学院;2. 四川大学电子信息学院;3. 兰州理工大学理学院 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(批准号:62165013,61865008)； |
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| 摘 要： | 为了解决传统金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal,MIM)波导结构传感器不可动态调控的问题,本文将石墨烯纳米管引入MIM波导耦合圆环谐振腔结构,设计了一种动态可调的MIM-石墨烯纳米管混合结构折射率传感器.采用有限元法对系统的传输特性、电场分布和磁场分布进行数值研究,并通过多模干涉耦合模理论进行分析验证.结果表明,Fano共振源自于TM10腔共振模式和石墨烯等离子体电共振模式之间的相干耦合.通过改变石墨烯的化学势可以在较大波长范围内动态调谐Fano共振的谐振波长和线宽,从而实现折射率传感器的动态调控.在最佳结构参数下,传感器灵敏度可达1250 nm/RIU.与传统的MIM波导结构相比,该器件具有结构简单、动态可调、易于加工且工作波段范围大等诸多优点,对设计可动态调控的高性能纳米光子集成器件具有一定的指导意义.
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| 关 键 词： | 表面等离子体激元 石墨烯纳米管 折射率传感器 多模干涉耦合模理论 |
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