5,comsol超表面-石墨烯增强金属纳米结构的近红外光吸收

本文复现了论文《基于磁激元效应的石墨烯-金属纳米结构近红外吸收研究》-陈浩 该篇论文中所有结果。

5,comsol超表面-石墨烯增强金属纳米结构的近红外光吸收的图1基于磁激元效应的石墨烯-金属纳米结构近红外吸收研究.pdf

首先,模型如下

1.jpg

在半无穷大Ag衬底上有一层sio2,sio2上面有周期性的Ag纳米颗粒,一束平面光从上往下垂直照射,作者发现在Ag纳米颗粒上面铺一层石墨烯,能大大提高对近红外光波段的光的吸收。

首先 撇开石墨烯不谈,这个模型是仿真超材料吸收方面的基础中的基础 ,即设计一个周期性的结构,然后计算该结构的吸收光谱。

本文的难点在于石墨烯的仿真。文中给出了通过计算石墨烯电导率,然后得到石墨烯的相对介电常数。具体如下图

2.jpg

文中将石墨烯当做面材料处理,作者说由于石墨烯太薄,若当做体材料处理会大大增加计算量。

3.jpg

其实把石墨烯画成体材料,然后手动用扫略去剖网格的话,并不会增加太多计算量。在下面的付费内容中额外给出了把石墨烯画成体材料的模型。把石墨烯处理成体材料或者面材料在本文模型中计算结果一致,如下图。

图2和图3-(石墨烯体材料与面材料对比).jpg

以下是论文VS我复现的对比

1,首先对比有无石墨烯时候的吸收光谱

图片1.png

2,在吸收峰值处的磁场分布与损耗功率密度

图片2.png

3,改变多种参数,反复计算

图片3.png
图片4.png

4,石墨烯相对介电常数的虚部

图片5.png

下面是付费内容,如下图

捕获1.jpg

该付费内容为:comsol模型如下

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