Desde que o grafeno foi fabricado com sucesso, ele tem atraído ampla atenção em diversos campos devido às suas excelentes propriedades materiais, especialmente por sua rápida resposta fotoelétrica, ampla absorção espectral e vantagens dimensionais, sendo um dos materiais ideais para a fabricação de fotodetectores micro e nano. Atualmente, os fotodetectores baseados em grafeno já foram realizados, mas os detectores baseados em estruturas tradicionais apresentam problemas de baixa eficiência de absorção de luz e má resposta fotoelétrica. O aprimoramento da absorção óptica utilizando plasmons é uma rota técnica viável, mas enfrenta problemas como estruturas micro e nano excessivamente complexas, alto custo e desempenho insuficiente. Este artigo propõe uma heteroestrutura baseada na grade Au/grafeno/h-BN/SiO₂, utilizando o efeito de plasmon de polaritons de fônons gerado pela interação do h-BN com a luz infravermelha para localizar a luz infravermelha no grafeno, aumentando a taxa de absorção do grafeno e da heteroestrutura como um todo; além disso, as constantes de rede próximas do grafeno e do h-BN permitem que essa heteroestrutura maximize o excelente desempenho fotoelétrico do grafeno. Através do método dos elementos finitos (FEM) para analisar a taxa de absorção e a distribuição do campo eletromagnético, constatou-se que, na frequência da luz incidente de 1550 cm⁻¹, a densidade de dissipação de potência na camada de grafeno da estrutura mista Au/grade/grafeno/h-BN/SiO₂ é 4,4 vezes maior do que a da estrutura de referência Au/grade/grafeno/SiO₂, e a taxa de absorção é 6,5 vezes maior. Além disso, a intensidade de absorção pode ser controlada ajustando a espessura do h-BN, a espessura do eletrodo Au e a largura da grade. Este estudo fornece base teórica para a realização de fotodetectores no infravermelho médio baseados em grafeno.

Grafeno; Nitreto de boro hexagonal; Plasmons de fótons