منذ نجاح تصنيع الجرافين، حظي باهتمام واسع في العديد من المجالات نظرًا لتميزه بخصائص مادية فائقة، خاصةً بفضل استجابته البصرية السريعة، وامتصاصه الطيفي الواسع، ومزايا الأبعاد، مما يجعله أحد المواد المثالية لصنع أجهزة الكشف الضوئي الدقيقة والنانوية. حاليًا، تم تحقيق أجهزة الكشف الضوئي المبنية على الجرافين، لكن أجهزة الكشف التقليدية القائمة على الهياكل التقليدية تعاني من كفاءة امتصاص ضوئي منخفضة واستجابة فوتوالكتريك ضعيفة. يٌعد التعزيز في امتصاص الضوء باستخدام البلازمونات تقنية ممكنة، لكنها تواجه مشاكل التعقيد الهيكلي النانوي، والتكلفة العالية، والأداء غير الكافي. قدم هذا البحث هيكلًا مبتكرًا قائمًا على هيكل Au الشبكي/الجرافين/h-BN/SiO₂، حيث يستخدم تأثير البلازمونات القطبية للفونونات الناشئ من تفاعل h-BN مع الضوء تحت الأحمر لاحتجاز الضوء تحت الأحمر في الجرافين، مما يعزز معدل الامتصاص في الجرافين والهيكل الإجمالي؛ بالإضافة إلى ذلك، تتمتع جداول الشبكة للجرافين وh-BN بتقارب كبير، مما يسمح للهيكل باستغلال الأداء الضوئي الممتاز للجرافين إلى أقصى حد. باستخدام طريقة العناصر المنتهية (FEM) لتحليل معدل الامتصاص وتوزيع المجال الكهرومغناطيسي، وجدنا أنه عند تردد الضوء الساقط 1550 سم⁻¹، تكون كثافة تشتت الطاقة في طبقة الجرافين في الهيكل المختلط Au الشبكي/الجرافين/h-BN/SiO₂ أعلى بمقدار 4.4 مرات مقارنة بالهيكل المرجعي Au الشبكي/الجرافين/SiO₂، كما أن معدل الامتصاص أكبر بـ6.5 مرات مقارنة بالهيكل المرجعي. وفي الوقت نفسه، يمكن التحكم في قوة الامتصاص من خلال ضبط سماكة h-BN، سماكة قطب Au وعرض الشبكة. توفر هذه الدراسة أساسًا نظريًا لتحقيق أجهزة الكشف الضوئي في مجال الأشعة تحت الحمراء المتوسطة المعتمدة على الجرافين.

الجرافين; بورونيت ثلاثي سداسي; بلازمونات الفونونات