Middle- and far-infrared detector based on the plane collection of graphene strips

S A Maksimenko,M E Portnoi,V A Saroka,G Y Slepyan,A Maffucci

doi:10.29235/1561-8323-2021-65-6-661-667

Abstract

A concept of a middle- and far-infrared detector has been proposed. The detector is built as a planar collection of parallel graphene strips of different length and width. The feature of the detector scheme is the concurrent utilization of two different detection mechanisms: excitation in the given frequency range of low-frequency interband transitions inherent in armchair graphene strips and antenna resonances of strongly slowed-down surface waves (plasmon polaritons). It has been shown that matching these two resonances results in the essential detector signal amplification, thus providing an alternative way how to solve the problem of the low efficiency of resonant graphene antennas. An approach is proposed to analyze the design of such detectors, as well as to discuss the ways of tuning the both mechanisms.

Highlights

Сложность освоения этой области заключается в том, что терагерцовый диапазон является «пограничной» областью, где классические электронные и оптические технологии оказываются малопригодными
Что подходящий подбор длин и ширин лент позволяет настраивать резонансы, исходящие от двух различных механизмов: возбуждение поверхностных волн и межзонные переходы
Terahertz and infrared detectors based on graphene structures / V

Summary

Introduction

Сложность освоения этой области заключается в том, что терагерцовый диапазон является «пограничной» областью, где классические электронные и оптические технологии оказываются малопригодными. Существует несколько механизмов использования таких элементов для детектирования падающей на них электромагнитной волны: в [4] предлагаемый детектор основан на возбуждении межзонных (оптических) переходов между несколькими слоями графена. Модель детектора представляет собой плоскую матрицу графеновых лент переменной ширины и длины на диэлектрическом слое Что подходящий подбор длин и ширин лент позволяет настраивать резонансы, исходящие от двух различных механизмов: возбуждение поверхностных волн и межзонные переходы.

Results

Conclusion