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Journal of Materials Science: Materials in Electronics
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 14/2020

13.06.2020

Graphene-based tunable multi-band metamaterial polarization-insensitive absorber for terahertz applications

verfasst von: Prince Jain, Shonak Bansal, Krishna Prakash, Neha Sardana, Neena Gupta, Sanjeev Kumar, Arun K. Singh

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 14/2020

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Abstract

This paper presents a graphene-based tunable polarization-insensitive metamaterial absorber (MMA) at terahertz (THz) frequencies. The absorber consists of top patterned gold (Au) layer followed by single layer of graphene, dielectric spacer, and Au layer at bottom. The proposed MMA demonstrates multi-band absorption with the characteristics of both broad- and dual-band absorption by optimizing dimensions (parametric analysis). Broad-band absorption reaches over 90% for the range of 4.57–6.45 THz with the relative absorption bandwidth of 34%, and the absorption peak at 6.86 and 7.20 THz having 98.9 and 95.2% absorption. The normalized impedance and constitutive electromagnetic parameters of the MMA are calculated using the Nicolson–Ross–Weir (NRW) method to validate the absorption rate. Furthermore, proposed absorber is polarization-insensitive upto 90° for transverse electric wave. The tunable characteristic of MMA is achieved by tuning the Fermi energy of graphene with the application of bias voltage. Accordingly, the proposed multi- and broad-band absorbers find its potential applications in spectroscopy detection, imaging, and sensing.
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P. Fu, F. Liu, G.J. Ren, F. Su, D. Li, J.Q. Yao, Opt. Commun. 417, 62–66 (2018)
Metadaten
Titel
Graphene-based tunable multi-band metamaterial polarization-insensitive absorber for terahertz applications
verfasst von
Prince Jain
Shonak Bansal
Krishna Prakash
Neha Sardana
Neena Gupta
Sanjeev Kumar
Arun K. Singh
Publikationsdatum
13.06.2020
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 14/2020
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-020-03742-8

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