Desde la exitosa fabricación del grafeno, ha recibido una amplia atención en numerosos campos debido a sus excelentes propiedades materiales, especialmente por su rápida respuesta fotoeléctrica, absorción espectral amplia y ventajas dimensionales, siendo uno de los materiales ideales para la fabricación de fotodetectores micro y nano. Actualmente, ya se han realizado fotodetectores basados en grafeno, pero los detectores con estructuras tradicionales presentan problemas de baja eficiencia de absorción de luz y mala respuesta fotoeléctrica. La mejora de la absorción óptica mediante plasmones es una ruta técnica factible, aunque presenta problemas como estructuras micro-nano demasiado complejas, altos costos y rendimiento insuficiente. Este artículo propone una heteroestructura basada en red Au/grafeno/h-BN/SiO₂ que utiliza el efecto de plasmón polarón generado por la interacción de h-BN con la luz infrarroja para localizar la luz infrarroja en el grafeno y aumentar la tasa de absorción del grafeno y de toda la heteroestructura. Además, las constantes de red similares del grafeno y h-BN permiten maximizar el desempeño fotoeléctrico superior del grafeno. Mediante el método de elementos finitos (FEM) para analizar la tasa de absorción y la distribución del campo electromagnético, se encontró que a una frecuencia de luz incidente de 1550 cm⁻¹, la densidad de disipación de potencia en la capa de grafeno en la estructura mixta Au/grafeno/h-BN/SiO₂ es 4.4 veces la de la estructura de referencia Au/grafeno/SiO₂ y la tasa de absorción es 6.5 veces la del grupo de referencia. Además, mediante el control del grosor de h-BN, del grosor del electrodo Au y del ancho del enrejado, se puede regular la intensidad de absorción. Este estudio proporciona una base teórica para la realización de fotodetectores infrarrojos medios basados en grafeno.

Grafeno; Nitruro de boro hexagonal; Plasmones de fonones