Усиление поглощения электромагнитного излучения в графене дифракционной решеткой

Abstract

Теоретически рассматривается возможность резкого роста поглощения излучения терагерцового диапазона в графене, которое достигается размещением его вблизи металлической дифракционной решетки. Решение задачи заключается в разложении полей по флоке-модам и применении граничных условий для тангенциальных составляющих электромагнитного поля. Вследствие дифракции электромагнитной волны на решетке и интерференции волн удается достичь концентрации энергии электромагнитного поля в области размещения графена. Показано, что для двух вариантов решетки – отражающей и пропускающей – при определенном выборе физических параметров достигается практически полное поглощение электромагнитного излучения в атомарно тонком слое графена, что в несколько раз превосходит по величине поглощение в свободностоящем графене, имеющем такие же параметры. Результаты исследования могут быть использованы при разработке детекторов и сенсоров в активно развивающейся в настоящее время области терагерцовой спектроскопии.