石墨烯作为一种新型二维材料，具有电导率可控、电子迁移率高和易于与其它光学器件集成的特点，近年来吸引了研究者的广泛关注。在可见光波段，石墨烯具有饱和吸收特性，仅能吸收2.3%的入射光能，限制了其在光电子器件上的应用。
　　武汉光电国家实验室超快光学团队陆培祥教授、王兵教授、博士生柯少林等针对十字形石墨烯阵列结构进行了系统的数值模拟。研究表明，在红外和太赫兹波段，阵列结构中产生的表面等离激元共振可以有效地增强石墨烯对光的吸收。当十字形结构的臂宽增大时，即使石墨烯的占有率很低，也可以产生强烈的吸收。此外，增加石墨烯化学势和电子弛豫时间可以显著地增强吸收。研究表明，如果采用互补结构，吸收将会得到进一步增强。利用多层结构还可实现双峰吸收和宽带吸收。该研究成果系统展示了石墨烯周期微结构的光吸收增强及其可调特性，在太阳能电池、发射器、传感器、空间光调制器等光电子器件中潜在的应用价值。
　　2015年4月6日，光学期刊Optics Express (Vol.23, No.7, pp.8888-8900, 2015)发表了题为“ 十字形石墨烯阵列中的等离子体增强吸收研究”（Plasmonic absorption enhancement in periodic cross-shaped graphene arrays）的研究成果。该项研究得到了国家“ 973计划” (No.2014CB921301)、国家自然科学基金 (Nos.11304108和11104095)、教育部高等学校博士学科点专项科研基金 (No.20130142120091) 等项目的支持。

　　　　　　　　　　　　　图1 十字形石墨烯阵列结构

　　　　　　　图2 石墨烯阵列结构的吸收谱和电场（|E|）分布