A hybrid structure of a graphene nanomesh with the gold nanodisks is studied to enhance the light absorption by the localized surface plasmon resonance. From the reflection spectra of the visible range for graphene nanomesh samples without and with nanodisks, it is found that the absorption of graphene nanomesh structures is greatly enhanced in the presence of gold nanodisks around the resonance wavelength. Simulation results based on the finite-difference time-domain method support the experimental observations. This study demonstrates the potential of constructing graphene based photodetectors with a high light absorption efficiency and wavelength selectivity.
References
1.
K. S.
Novoselov
, A. K.
Geim
, S. V.
Morozov
, D.
Jiang
, Y.
Zhang
, S. V.
Dubonos
, I. V.
Grigorieva
, and A. A.
Firsov
, Science
306
, 666
(2004
).2.
A. K.
Geim
and K. S.
Novoselov
, Nature Mater.
6
, 183
(2007
).3.
F.
Bonaccorso
, Z.
Sun
, T.
Hasan
, and A. C.
Ferrari
, Nature Photon.
4
, 611
(2010
).4.
Y.
Zhang
, Y.-W.
Tan
, H. L.
Stormer
, and P.
Kim
, Nature
438
, 201
(2005
).5.
A. H.
Castro Neto
, F.
Guinea
, N. M. R.
Peres
, K. S.
Novoselov
, and A. K.
Geim
, Rev. Mod. Phys.
81
, 109
(2009
).6.
Y.-M.
Lin
, C.
Dimitrakopoulos
, K. A.
Jenkins
, D. B.
Farmer
, H.-Y.
Chiu
, A.
Grill
, and P.
Avouris
, Science
327
, 662
(2010
).7.
Y.
Wu
, C.
La-o-Vorakiat
, X.
Qiu
, J.
Liu
, P.
Deorani
, K.
Banerjee
, J.
Son
, Y.
Chen
, E. E. M.
Chia
, and H.
Yang
, Adv. Mater.
27
, 1874
(2015
).8.
Y.
Wu
, X.
Ruan
, C.-H.
Chen
, Y. J.
Shin
, Y.
Lee
, J.
Niu
, J.
Liu
, Y.
Chen
, K.-L.
Yang
, X.
Zhang
, J.-H.
Ahn
, and H.
Yang
, Opt. Express
21
, 21395
(2013
).9.
Q.
Bao
and K. P.
Loh
, ACS Nano
6
, 3677
(2012
).10.
F.
Wang
, Y.
Zhang
, C.
Tian
, C.
Girit
, A.
Zettl
, M.
Crommie
, and Y. R.
Shen
, Science
320
, 206
(2008
).11.
Q.
Bao
, H.
Zhang
, Y.
Wang
, Z.
Ni
, Y.
Yan
, Z. X.
Shen
, K. P.
Loh
, and D. Y.
Tang
, Adv. Funct. Mater.
19
, 3077
(2009
).12.
C.
Lee
, X.
Wei
, J. W.
Kysar
, and J.
Hone
, Science
321
, 385
(2008
).13.
Y. J.
Shin
, R.
Stromberg
, R.
Nay
, H.
Huang
, A. T. S.
Wee
, H.
Yang
, and C. S.
Bhatia
, Carbon
49
, 4070
(2011
).14.
R. R.
Nair
, P.
Blake
, A. N.
Grigorenko
, K. S.
Novoselov
, T. J.
Booth
, T.
Stauber
, N. M. R.
Peres
, and A. K.
Geim
, Science
320
, 1308
(2008
).15.
K. F.
Mak
, M. Y.
Sfeir
, Y.
Wu
, C. H.
Lui
, J. A.
Misewich
, and T. F.
Heinz
, Phys. Rev. Lett.
101
, 196405
(2008
).16.
F.
Xia
, T.
Mueller
, Y.-M.
Lin
, A.
Valdes-Garcia
, and P.
Avouris
, Nature Nanotech.
4
, 839
(2009
).17.
K. S.
Kim
, Y.
Zhao
, H.
Jang
, S. Y.
Lee
, J. M.
Kim
, K. S.
Kim
, J.-H.
Ahn
, P.
Kim
, J.-Y.
Choi
, and B. H.
Hong
, Nature
457
, 706
(2009
).18.
T.
Mueller
, F.
Xia
, and P.
Avouris
, Nature Photon.
4
, 297
(2010
).19.
E.
Hao
and G. C.
Schatz
, J. Chem. Phys.
120
, 357
(2004
).20.
A. N.
Grigorenko
, M.
Polini
, and K. S.
Novoselov
, Nature Photon.
6
, 749
(2012
).21.
T. J.
Echtermeyer
, L.
Britnell
, P. K.
Jasnos
, A.
Lombardo
, R. V.
Gorbachev
, A. N.
Grigorenko
, A. K.
Geim
, A. C.
Ferrari
, and K. S.
Novoselov
, Nat. Commun.
2
, 458
(2011
).22.
Y.
Liu
, R.
Cheng
, L.
Liao
, H.
Zhou
, J.
Bai
, G.
Liu
, L.
Liu
, Y.
Huang
, and X.
Duan
, Nat. Commun.
2
, 579
(2011
).23.
Y.
Lu
, B.
Goldsmith
, D. R.
Strachan
, J. H.
Lim
, Z.
Luo
, and A. T. C.
Johnson
, Small
6
, 2748
(2010
).24.
M. Y.
Han
, B.
Özyilmaz
, Y.
Zhang
, and P.
Kim
, Phys. Rev. Lett.
98
, 206805
(2007
).25.
J.
Niu
, Y. J.
Shin
, Y.
Lee
, J.-H.
Ahn
, and H.
Yang
, Appl. Phys. Lett.
100
, 061116
(2012
).26.
J.
Niu
, Y. J.
Shin
, J.
Son
, Y.
Lee
, J.-H.
Ahn
, and H.
Yang
, Opt. Express
20
, 19690
(2012
).27.
Z.-G.
Wang
, Y.-F.
Chen
, P.-J.
Li
, X.
Hao
, J.-B.
Liu
, R.
Huang
, and Y.-R.
Li
, ACS Nano
5
, 7149
(2011
).28.
M. A.
Pimenta
, G.
Dresselhaus
, M. S.
Dresselhaus
, L. G.
Cancado
, A.
Jorio
, and R.
Saito
, Phys. Chem. Chem. Phys.
9
, 1276
(2007
).29.
A. C.
Ferrari
and J.
Robertson
, Phys. Rev. B.
61
, 14095
(2000
).30.
Z. H.
Ni
, H. M.
Wang
, J.
Kasim
, H. M.
Fan
, T.
Yu
, Y. H.
Wu
, Y. P.
Feng
, and Z. X.
Shen
, Nano Lett.
7
, 2758
(2007
).31.
P. K.
Jain
, K. S.
Lee
, I. H.
El-Sayed
, and M. A.
El-Sayed
, J. Phys. Chem. B
110
, 7238
(2006
).32.
L. J.
Sherry
, R.
Jin
, C. A.
Mirkin
, G. C.
Schatz
, and R. P.
Van Duyne
, Nano Lett.
6
, 2060
(2006
).© 2016 Author(s).
2016
Author(s)
You do not currently have access to this content.