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摘要

采用紧束缚模型分别描述单层、双层石墨烯的能带结构, 利用光子-电子相互作用的二阶微扰理论分别计算单光子和双光子吸收系数.计算结果表明: 单层石墨烯单光子吸收系数为常数, 约为6.8×107 m-1, 即单层石墨烯对入射光的吸收率约为2.3%; 双层石墨烯的单光子吸收比单层石墨烯的单光子吸收强, 且随入射光波长呈分段性变化.单层石墨烯的双光子吸收系数与波长λ4成正比; 双层石墨烯双光子吸收系数在红外波段(～ 3100 nm处)有一个很强的共振吸收峰. 研究结果可为石墨烯材料在光电子器件的研究和制作方面提供指导.

关键词:

Abstract

We theoretically simulate one-photon and two-photon absorption spectra for monolayer and bilayer graphene employing the second-order perturbation theory of the electron-photon interaction. The tight-binding model is used to describe the band structure of graphene. The results show that one-photon absorption coefficient of monolayer graphene is a constant about 6.8×107 m-1, demonstrating that the absorptivity of incident light in monolayer graphene approximates to 2.3%. The one-photon absorption coefficient of bilayer graphene changes sectionally with the wavelength and is greater than that of monolayer graphene. The two-photon absorption coefficient of monolayer graphene is proportional to λ4. The two-photon absorption coefficient of bilayer graphene exhibits a giant resonance absorption peak in the infrared (～ 3100 nm) region. Our results will provide theoretical guidance for the application of graphene in the research field of optoelectronic devices.

Keywords:

作者及机构信息

1.

基金项目:国家自然科学基金(批准号:11064017)和云南省应用基础研究面上项目(批准号:2010ZC078,2010CD047)资助的课题.

Authors and contacts

1.

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 11064017) and the Applied Basic Research General Programs of Yunnan Province, China (Grant Nos. 2010ZC078, 2010CD047).

参考文献

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施引文献

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