Depuis la réussite de la préparation du graphène, celui-ci a attiré une attention considérable dans de nombreux domaines grâce à ses excellentes propriétés matérielles, en particulier sa réponse photoélectrique rapide, son absorption spectrale large et son avantage dimensionnel, ce qui en fait l’un des matériaux idéaux pour la fabrication de photodétecteurs micro-nano. Actuellement, les photodétecteurs en graphène sont réalisés, mais les détecteurs à base de structures traditionnelles présentent une faible efficacité d’absorption lumineuse et une mauvaise réponse photoélectrique. L’utilisation des plasmons pour améliorer l’absorption lumineuse est une voie technique viable, mais elle présente des problèmes tels que des structures micro-nano trop complexes, un coût élevé et des performances insuffisantes. Cet article propose une hétérostructure basée sur un réseau Au/graphène/h-BN/SiO2, tirant parti de l’effet des phonon-polaritons généré par l’interaction du h-BN avec la lumière infrarouge, qui localise la lumière infrarouge dans le graphène et renforce le taux d’absorption du graphène et de l’ensemble de la structure hétéro. Par ailleurs, les constantes du réseau du graphène et du h-BN sont proches, ce qui permet de maximiser les excellentes performances photoélectriques du graphène. À l’aide de la méthode des éléments finis (FEM), l’absorption et la distribution du champ électromagnétique ont été analysées, révélant qu’à une fréquence incidente de 1550 cm⁻¹, la densité de dissipation de puissance de la couche de graphène de la structure hybride Au/graphène/h-BN/SiO2 est 4,4 fois supérieure à celle de la structure témoin Au/graphène/SiO2, et le taux d’absorption est 6,5 fois plus élevé. Par ailleurs, en contrôlant l’épaisseur de h-BN, l’épaisseur de l’électrode Au et la largeur du réseau, on peut ajuster l’intensité d’absorption. Cette étude fournit une base théorique pour la réalisation de photodétecteurs infrarouges moyens basés sur le graphène.

graphène; nitrure de bore hexagonal; phonon-polaritons