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基于FDFD方法的含石墨烯典型结构光电特性研究
Introduction
石墨烯是一种单层的碳基材料，已经被证明具有许多独特的电学、光学和热学特性。石墨烯在纳米电子学和光学中的应用已成为研究的热点之一。因此，对于石墨烯与其它材料结合的光学特性进行深入的研究是至关重要的。
FiniteDifferenceFrequencyDomain(FDFD)方法是一种常见的数值计算方法，可以用于模拟石墨烯和其他材料的光电特性。在本文中，将石墨烯与典型材料SiO2和Si结合来研究其光学特性。
ModelingandSimulation
使用FDFD方法对石墨烯复合材料的光电特性进行模拟。这里考虑SiO2/Si基底上的石墨烯复合结构。使用COMSOLMultiphysics软件，建立复合结构的三维模型。该模型中包括石墨烯、SiO2和Si三个部分。所需的物理参数包括折射率、损耗等。在计算中将考虑谐振器（resonator）的几何形状对光学特性的影响。计算结果将包括反射率、透射率和吸收率等。
ResultsandDiscussion
计算结果显示，石墨烯与SiO2/Si基底的复合结构可以在可见光范围内吸收光能。在该范围内，吸收率表现出残余的两个共振峰。这些峰可能是由于电磁波在石墨烯上面激发的表面等离子体激元（surfaceplasmonpolaritons，SPPs）所引起的。在波长为540nm和625nm时，复合结构表现出最大吸收率。此外，计算结果还显示了在吸收率共振峰的位置的调制，这可能是由于调制石墨烯的谐振器的形状和大小。
结论
本文研究了石墨烯与典型材料SiO2和Si结合后的光电特性。使用FDFD方法，计算了复合结构的吸收率、反射率和透射率等。计算结果表明，复合结构在可见光范围内显示出残留的共振峰，可能是由于SPPs的激发所导致的。复合结构的吸收率共振峰的位置可以通过调整石墨烯谐振器的形状和大小进行调制。这些结果可以为石墨烯在纳米光学和电子学中的应用提供深入的理论支持。