2、用于光学传感的光阻开关

用于光学传感的光阻开关

1. 光学传感器与开关的实现结构

近年来，人们提出了多种利用不同结构实现光学传感器的建议。由于Fano共振形状的尖锐边缘，这种共振模式可以提高光学传感器的灵敏度和品质因数（FOM）。因此，许多谐振器和光学配置被提出以获得Fano共振形状，包括非对称MIM波导结构、分裂环谐振器和齿形谐振器，以及双环谐振器。此外，还有使用具有等离子体诱导透明（PIT）共振模式的光学结构的方法。

除了已公布的光学开关和传感器结构，还有关于同时实现光学开关和传感器功能的结构的报道。在这些结构中，多功能设备使用两种不同的绝缘材料作为光学开关和传感器。双功能设备（光学开关和传感器）的广泛设计包括等离子体纳米盘谐振器、哑铃形腔槽、矩形谐振器、两对石墨烯纳米环和一条石墨烯纳米带，以及基于等离子体石墨烯的结构。

2. 石墨烯光学开关

光学开关用于光路由和切换，在许多光学系统中有着广泛的应用。同时，由于其高波长偏移，光学开关也可用于光学传感应用。石墨烯结构是在开关机制中应用广泛的重要光学结构之一。

2.1 石墨烯的光学特性

石墨烯的光学特性可以通过改变其费米能级来调节。通过施加外部电压，可以改变费米能级，进而改变化学势（$\mu_c$）和石墨烯的表面电导率。当化学势高于阈值时，石墨烯表现得像金属层；而当化学势低于阈值时，石墨烯可被视为介电层。

石墨烯的表面电导率$\sigma$由带内和带间部分组成，可以通过Kubo公式计算：
$\sigma(\omega)=\sigma_{intra}(\omega)+\sigma_{inter}(\omega)$
其中，$\sigma_{intra}