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https://hdl.handle.net/20.500.14094/0100482763
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270
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2024-07-03
14:30 集計
)
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0100482763 (fulltext)
pdf
3.11 MB
263
メタデータ
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メタデータID
0100482763
アクセス権
open access
出版タイプ
Version of Record
タイトル
Bound states in the continuum (BIC) in silicon nanodisk array on mirror structure: Perfect absorption associated with quasi-BIC below the bandgap
著者
Moriasa, Keisuke ; Hasebe, Hiroaki ; Sugimoto, Hiroshi ; Fujii, Minoru
著者名
Moriasa, Keisuke
著者名
Hasebe, Hiroaki
著者ID
A2035
研究者ID
1000040793998
ORCID
0000-0002-1520-0940
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=ea5d85f0a07a9354520e17560c007669
著者名
Sugimoto, Hiroshi
杉本, 泰
スギモト, ヒロシ
所属機関名
工学研究科
著者ID
A1198
研究者ID
1000000273798
ORCID
0000-0003-4869-7399
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/search/detail?systemId=c329d986b41188dd520e17560c007669
著者名
Fujii, Minoru
藤井, 稔
フジイ, ミノル
所属機関名
工学研究科
収録物名
Journal of Applied Physics
巻(号)
133(17)
ページ
173102
出版者
American Institute of Physics
刊行日
2023-05-07
公開日
2024-05-01
抄録
A structure composed of a hexagonal array of Si nanodisks having toroidal dipole resonances and a reflecting mirror separated by a SiO₂ spacer is proposed as a platform that exhibits narrow-band perfect absorption in the Si sub-bandgap wavelength range for a CMOS compatible Si based photodetector operating below the bandgap range. The numerical simulation reveals that the structure possesses Fabry–Pérot bound states in the continuum at proper spacer thicknesses due to the interference between the toroidal dipole and its image dipole. By slightly detuning the spacer thickness to meet the critical coupling condition, narrow-band perfect absorption appears despite assumption of a very small extinction coefficient (5 × 10⁻⁴). The wavelength of the perfect absorption is controlled in a wide range by the structural parameters of a Si nanodisk hexagonal array and is insensitive to the fluctuation of the extinction coefficient and the choice of a metallic mirror. In the structure, over 90% of incident power can be absorbed in the Si region. This suggests that the structure can be used as a narrow-band photodetector operating in the Si sub-bandgap wavelength range. We also evaluate the sensing performance of the proposed structure as an intensity based refractive index sensor operating in the near-infrared range.
カテゴリ
工学研究科
学術雑誌論文
権利
© 2023 Author(s). Published under an exclusive license by AIP Publishing.
This article may be downloaded for personal use only. Any other use requires prior permission of the author and AIP Publishing. This article appeared in Journal of Applied Physics 133, 173102 (2023) and may be found at https://doi.org/10.1063/5.0146896
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資源タイプ
journal article
言語
English (英語)
ISSN
0021-8979
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eISSN
1089-7550
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DOI
https://doi.org/10.1063/5.0146896
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