5,comsol超表面-石墨烯增強金屬納米結構的近紅外光吸收

本文復現了論文《基于磁激元效應的石墨烯-金屬納米結構近紅外吸收研究》-陳浩 該篇論文中所有結果。

5,comsol超表面-石墨烯增強金屬納米結構的近紅外光吸收的圖1基于磁激元效應的石墨烯-金屬納米結構近紅外吸收研究.pdf

首先,模型如下

1.jpg

在半無窮大Ag襯底上有一層sio2,sio2上面有周期性的Ag納米顆粒,一束平面光從上往下垂直照射,作者發現在Ag納米顆粒上面鋪一層石墨烯,能大大提高對近紅外光波段的光的吸收。

首先 撇開石墨烯不談,這個模型是仿真超材料吸收方面的基礎中的基礎 ,即設計一個周期性的結構,然后計算該結構的吸收光譜。

本文的難點在于石墨烯的仿真。文中給出了通過計算石墨烯電導率,然后得到石墨烯的相對介電常數。具體如下圖

2.jpg

文中將石墨烯當做面材料處理,作者說由于石墨烯太薄,若當做體材料處理會大大增加計算量。

3.jpg

其實把石墨烯畫成體材料,然后手動用掃略去剖網格的話,并不會增加太多計算量。在下面的付費內容中額外給出了把石墨烯畫成體材料的模型。把石墨烯處理成體材料或者面材料在本文模型中計算結果一致,如下圖。

圖2和圖3-(石墨烯體材料與面材料對比).jpg

以下是論文VS我復現的對比

1,首先對比有無石墨烯時候的吸收光譜

圖片1.png

2,在吸收峰值處的磁場分布與損耗功率密度

圖片2.png

3,改變多種參數,反復計算

圖片3.png
圖片4.png

4,石墨烯相對介電常數的虛部

圖片5.png

下面是付費內容,如下圖

捕獲1.jpg

以下內容為付費內容,請購買后觀看

comsol模型如下

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