Dispositivo multifuncional com funções selecionáveis de absorção e conversão de polarização na faixa Terahertz

Resumo

Os componentes da onda eletromagnética (EM) Terahertz costumam ter uma única função, podendo apenas converter o estado de polarização de uma onda incidente ou absorver a energia incidente, o que seria uma limitação para suas aplicações. Para fazer uma descoberta, um dispositivo multifuncional (MFD) é proposto neste artigo, e é capaz de alternar entre o modo de absorção e o modo de conversão de polarização. O dispositivo tem uma estrutura simples e de baixo perfil, e é construído por metassuperfície absorvente (AM) baseada em grafeno e metassuperfície de conversão de polarização baseada em ouro (PCM). Ao controlar o potencial químico ( μ _c ) do grafeno, o papel principal é transferido entre o AM e o PCM, o que leva aos modos de absorção orientável e conversão de polarização (PC). Para o modo PC, a taxa de conversão de polarização simulada (PCR) é maior do que 0,9 na banda de 2,11–3,63-THz (53,0% a 2,87 THz). Para o modo de absorção, a absortividade simulada é maior que 80% na banda de 1,59–4,54-THz (96,4% a 3,06 THz). Os mecanismos físicos e as características operacionais do MFD são discutidos. Esta pesquisa tem aplicações potenciais em imagens terahertz, sensores, fotodetectores e moduladores.

Introdução

Absorvedores e conversores de polarização, capazes de regular a onda eletromagnética (EM), são dois dispositivos cruciais para a tecnologia terahertz. Eles têm aplicações significativas em sensores, fotodetectores e moduladores e são indispensáveis em imagens / diagnósticos médicos, monitoramento e vigilância ambiental, espectroscopia química, radar de alta resolução e comunicação de alta velocidade [1,2,3,4]. Os absorvedores são utilizados para absorver e dissipar a onda EM impingente, enquanto os conversores de polarização têm a capacidade de regular o estado de polarização da onda iluminante. Esses dispositivos são amplamente estudados nos últimos anos [4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24 ]

As metassuperfícies apresentam absorção perfeita na faixa de onda terahertz [5,6,7,8]. Esta metassuperfície pode ser construída por padrões de ouro ou padrões de grafeno. Os padrões de ouro incluem ressonador de anel acoplado e estrutura em forma de cruz [5], ressonador de ouro em forma de cruz [6] e ressonadores de ouro em forma de cruz de três camadas [9]. No entanto, as larguras de banda desses absorvedores de metassuperfície de ouro são bastante estreitas. O grafeno, que suporta plasmons de superfície na faixa de terahertz [10, 11], é um bom material para projetar absorvedor baseado em metassuperfície com uma largura de banda larga. O padrão de grafeno da rede de pesca atinge uma largura de banda de 59,4% a 3,2 THz [12], a estrutura de anel duplo com ressonâncias plasmônicas hibridizadas obtém uma largura de banda de 1,18-1,64 THz (32,6%) [13], as nove camadas de fitas de grafeno de diferentes tamanhos realiza uma boa absorção de 3 a 7,8 THz (88,9%) [14], e as tiras de grafeno de padrão assimétrico de três camadas gravadas com orifícios em [15] tem uma largura de banda de 84,6% (4,7-11,6 THz). Embora a monocamada de dichalcogenetos de metais de transição e nano-groove array periódico de metal tenha uma largura de banda estreita, ela absorve luz em um grande ângulo [16]. Em [17], monocamada MoS ₂ é aplicado a matriz de nanodisco de nitreto de titânio, que atinge uma absorção média de 98,1% na banda de 400 a 850 nm (72%).

Por outro lado, as metassuperfícies apresentam alto desempenho na conversão de polarização. Metais nobres, como ouro, têm alta eficiência para projetos de conversores de polarização baseados em metassuperfície. O padrão em forma de L duplo com duas grades metálicas em [18] gira uma polarização linear (LP) em 90 °. A largura de banda do conversor em [18] é 0,2–0,4 THz (66,7%). O padrão em forma de L duplo e a grade com ressonância do tipo Fabry-Perot alcançam uma largura de banda de 0,55 a 1,37 THz (85,4%) [19]. As metassuperfícies de três camadas formam um conversor de um quarto de onda para converter uma onda incidente LP em uma onda de polarização circular (CP), em uma largura de banda de 2,1–8 THz (116,8%) [20]. A estrutura de meio anel elíptico com carga de faixa em [21] é capaz de polarização cruzada convertendo LP e CP com uma largura de banda de 2,1–2,9 THz (32%). As metassuperfícies de grafeno aplicadas ao conversor de polarização geralmente realizam a função de sintonia de frequência ou estado de polarização. Os projetos em [22, 23] obtêm rotação de polarização gravando ranhuras / ocos periodicamente em folhas de grafeno, e as frequências de operação podem ser sintonizadas dinamicamente ajustando o potencial químico ( μ _c ) Os padrões periódicos de grafeno [24] e grades duplas de grafeno cruzadas [25] ajustam os estados de polarização. O projeto em [21] aplica tiras de grafeno no solo para perturbar as distribuições de campo; então, a taxa de conversão de polarização pode ser regulada.

Embora os absorvedores e conversores de polarização relatados acima sejam muito eficientes, esses dispositivos têm uma única função. Eles não são acomodados com sistemas terahertz que requerem dispositivos portáteis, compactos e multifuncionais. Portanto, os dispositivos multifuncionais (MFDs) são significativos. Nesta pesquisa, um MFD, capaz de alternar entre o modo de absorção e o modo de conversão de polarização, é proposto. O MFD proposto tem uma estrutura simples e de baixo perfil por meio da montagem de uma metassuperfície de conversão de polarização baseada em ouro (PCM) e uma metassuperfície de absorção de grafeno (AM). Então, definindo o potencial químico do grafeno μ _c =0 eV, o AM é neutralizado e o PCM desempenha um papel dominante, e o dispositivo gira a polarização de uma onda EM incidente. Definindo μ _c =0,7 eV, o AM assume o papel principal e o dispositivo absorve a onda EM incidente.

Métodos

Para obter a capacidade de comutação entre os modos de absorção e conversão de polarização (PC), o MFD inclui duas categorias de metassuperfícies, conforme mostrado na Fig. 1. Um tipo é a metassuperfície de absorção (AM) e o outro tipo é a metassuperfície de PC (PCM). Uma configuração típica do MFD, conforme apresentado na Fig. 1, inclui estrutura PCM, estrutura AM, espelho metálico e isoladores para separá-los. Supõe-se que, no modo de absorção, o AM domina a onda de choque e dissipa a potência incidente, sendo que o PCM não tem utilidade neste modo. No modo PC, o AM deve ser neutralizado e o PCM desempenha um papel de liderança; portanto, o estado de polarização da onda incidente é convertido. Para atingir as reivindicações acima, o ponto chave é a neutralização do AM no modo PC. Portanto, o material sintonizável deve ser usado para construir o AM, no qual as propriedades do AM podem ser ajustadas. Felizmente, o grafeno demonstra ultra-alta mobilidade eletrônica e condutividade ajustável, ajustando seu nível de dopagem ou grade elétrica [26, 27]. Portanto, é aconselhável utilizar grafeno para projetos de AM. A condutividade do grafeno pode ser expressa pela fórmula de Kubo (1) e inclui contribuições intrabanda e interbanda.
$$ {\ displaystyle \ begin {array} {l} {\ sigma} _s ={\ sigma} _ {\ operatorname {int} \ mathrm {ra}} \ left (\ omega, {\ mu} _c, \ varGamma , T \ right) + {\ sigma} _ {\ operatorname {int} \ mathrm {er}} \ left (\ omega, {\ mu} _c, \ varGamma, T \ right) \\ {} {\ sigma} _ {\ operatorname {int} \ mathrm {ra}} \ left (\ omega, {\ mu} _c, \ varGamma, T \ right) =- j \ frac {e ^ 2 {k} _BT} {\ pi { \ mathrm {\ hslash}} ^ 2 \ left (\ omega -j2 \ Gamma \ right)} \ left (\ frac {\ mu_c} {k_BT} +2 \ ln \ left ({e} ^ {- \ frac { \ mu_c} {k_BT}} + 1 \ direita) \ direita) \\ {} {\ sigma} _ {\ operatorname {int} \ mathrm {er}} \ left (\ omega, {\ mu} _c, \ varGamma , T \ right) \ cong -j \ frac {e ^ 2} {4 \ pi \ mathrm {\ hslash}} \ ln \ left (\ frac {2 \ left | {\ mu} _c \ right | - \ left (\ omega -j2 \ Gamma \ right) \ mathrm {\ hslash}} {2 \ left | {\ mu} _c \ right | + \ left (\ omega -j2 \ Gamma \ right) \ mathrm {\ hslash} \ Big)} \ right) \ end {array}} $$ (1)

Configuração típica de um MFD

onde e , ℏ, k _B , T e μ _c representam a carga de um elétron, a constante de Planck reduzida, a constante de Boltzmann, a temperatura de Kelvin e o potencial químico, respectivamente. O Γ é uma taxa de espalhamento fenomenológica, e é considerada independente da energia ε . Assim, a condutividade complexa σ _s pode ser ajustado ajustando o potencial químico ( μ _c ) com tensão de polarização. Ele é encontrado na Eq. (1) para μ _c =0 eV, a condutividade do grafeno é muito pequena devido à baixa densidade de portadores neste caso. Portanto, o grafeno opera como um substrato dielétrico. Além disso, como a camada de grafeno é muito fina, tem pouco impacto nas ondas EM iluminadas para μ _c =0 eV. No entanto, a densidade do portador do grafeno seria aumentada com o aumento do potencial químico ( μ _c ), e a condutividade complexa ( σ _s ) do grafeno é potencializado com o aumento do potencial químico ( μ _c ) [26, 27]. Portanto, o grafeno suporta polaritons de plasmão de superfície (SPPs) para grandes μ _c [26, 28,29,30], e os SPPs confinam as ondas incidentes. Para aumentar ainda mais os SPPs e alcançar a absorção de ondas em certas frequências, as estruturas periódicas devem ser gravadas na camada de grafeno para formar uma metassuperfície, que é chamada de AM. Portanto, definindo μ _c =0, o AM pode ser considerado um substrato dielétrico fino e é quase transparente para a onda EM. Assim, a onda EM incidente pode ser concentrada na camada PCM e o dispositivo opera no modo PC. Para um grande μ apropriado _c , os SPPs aprimorados do AM confinam a maior parte da onda EM incidente, o que torna a camada PCM inútil. Assim, as ondas EM incidentes são dissipadas na camada AM.

De acordo com a discussão acima, um MFD de baixo perfil com PCM baseado em ouro e AM baseado em grafeno é proposto como mostrado na Fig. 2. A Figura 2a é uma vista 3D de uma célula. Verifica-se na figura que uma camada de PCM à base de ouro é impressa na parte superior do substrato do polímero TOPAS [31]. O padrão PCM é uma estrutura em forma de L duplo com banda larga e boas características de conversão de polarização [18, 19]. Conforme demonstrado na Fig. 2a, um AM à base de grafeno é inserido no substrato de polímero TOPAS com uma distância h ₁ para o PCM. Para conferir ao AM baseado em grafeno um papel dominante no modo de absorção, o AM deve ter fortes SPPs em um determinado potencial químico ( μ _c ) para confinar a maior parte da energia incidente e neutralizar o PCM. Para este propósito, os padrões de fendas cruzadas são gravados em uma camada de grafeno, como exibido na Fig. 2b. Supõe-se que os padrões de cross-slot trazem mudanças periódicas ( σ =0) para a condutividade complexa de uniformidade do grafeno, o que leva ao rearranjo e focalização da densidade de carga. Portanto, SPPs são gerados e aprimorados. A estrutura cross-slot, conforme demonstrado na Fig. 2b, é capaz de concentrar portadora e campos em torno dos slots, o que garante SPPs fortes. Os comprimentos de slot de l ₁ e l ₂ estão optando por garantir que as ressonâncias do AM caiam no escopo operacional do PCM; portanto, uma célula do AM tem 3 × 3 padrões de cross-slot. Observe que o PCM e o AM estão se movendo e operando de forma independente, pois seu on-off é controlado pelo potencial químico ( μ _c ); portanto, o padrão PCM e o padrão AM podem ser outras arquiteturas. O polímero TOPAS é um excelente substrato para design de terahertz de banda larga e seu índice de refração é de aproximadamente 1,53 com uma perda muito baixa. Uma camada de ouro é impressa na parte inferior do substrato de polímero TOPAS para reflexão total. A camada de ouro é sustentada por um substrato, que pode ser Si. A espessura do ouro é de 200 nm. Observe que o material de suporte não tem efeito sobre o desempenho do MFD, pois não há ondas penetrando na camada de ouro. Conforme demonstrado a partir de uma vista 3D da matriz na Fig. 2c, o potencial químico pode ser ajustado através da polarização da voltagem. O MFD pode ser fabricado repetindo o processo de crescimento e transferência [32, 33]. O grafeno AM deve ter T =300 K e tempo de relaxamento de momentum τ =0,1 ps. Para modo PC, μ _c =0 eV. O potencial químico para o modo de absorção é μ _c =0,7 eV. Os parâmetros otimizados do MFD são h ₀ =17 μm, h ₁ =1,5 μm, l ₀ =24 μm, W ₀ =2 μm, l ₁ =14 μm, l ₂ =19,8 μm e p =50 μm.

Vista esquemática do MFD proposto com modos de conversão de absorbância e polarização. a Visualização 3D de uma célula. b Vista superior do grafeno AM em uma célula. c Vista 3D da matriz

Resultados, mecanismos físicos e discussão

Resultados

O MFD proposto foi simulado, e a razão de conversão de polarização (PCR) e a absortividade do MFD proposto foram calculadas. Conforme mostrado na Fig. 3a, as análises de onda completa são conduzidas no CST Studio Suite com solucionador de domínio de frequência. Portanto, os limites da célula unitária são definidos nos lados da periferia e uma porta floquet é definida no topo da região de cálculo. O PCR e a absortividade da estrutura sem AM também são plotados na figura para comparação. Observe que o PCR e a absortividade podem ser calculados através dos coeficientes de reflexão da estrutura, uma vez que não há transmissão devido à camada de ouro [34]. Aqui, os termos são definidos explicitamente de acordo com y -iluminação polarizada. O campo elétrico do y -a onda de incidência polarizada é definida como E _iy , e a onda refletida inclui um y -campo elétrico polarizado ( E _ry ) e x - fuga elétrica polarizada ( E _rx ) Então, os coeficientes de reflexão de co-polarização e polarização cruzada são definidos como r _yy = E _ry / E _iy e r _xy = E _rx / E _iy , respectivamente. Portanto, o PCR e a absortividade podem ser calculados pelas Eqs. (2) e (3), respectivamente. Observe que o PCR e a absortividade de x -incidência polarizada pode ser calculada analogamente de acordo com as Eqs. (2) e (3).

PCR e cálculo da absortividade do MFD proposto. a Modelo de simulação. b Resultados calculados do modo PC e modo de absorção; os resultados da estrutura sem AM também são demonstrados para comparação. b O PCR e a absortividade da estrutura sem AM são representados graficamente como a curva vermelha com marca de círculo sólida e curva carmim com marca de círculo semissólida, respectivamente. Para o modo PC do MFD proposto, o PCR e a absortividade são plotados como a curva azul com a marca sólida de cinco pontas e a curva ciano com a marca delta semi-sólida, respectivamente. Para o modo de absorção do MFD proposto, a absortividade é traçada como a curva azul oculta com marca de esfera completa
$$ \ mathrm {PCR} ={r ^ 2} _ {xy} / \ left ({r ^ 2} _ {yy} + {r ^ 2} _ {xy} \ right) $$ (2) $$ \ mathrm {Abs}. =1- {r ^ 2} _ {yy} - {r ^ 2} _ {xy} $$ (3)
Conforme mostrado na Fig. 3b, o MFD opera no modo PC com μ _c =0 eV, e funciona no modo de absorção com μ _c =0,7 eV. No modo PC, a estrutura opera como um conversor de polarização e gira uma onda incidente linear polarizada para sua onda de polarização ortogonal. Para o modo PC, o PCR é maior do que 0,9 na banda de 2,11–3,63-THz (53,0% a 2,87 THz), enquanto a absortividade é pequena e varia de 0,14 a 0,27 na banda. Para a estrutura sem AM, ele tem quase a mesma banda de PCR do modo PC, enquanto sua absortividade varia de 0,06 a 0,09. No modo de absorção, a maior parte da onda incidente é absorvida na banda, conforme demonstrado na figura. Observe que a curva de PCR para o modo de absorção não é apresentada, pois não faz sentido. A absortividade é maior que 80% na banda de 1,59–4,54-THz (96,4% a 3,06 THz). Portanto, ao ajustar o potencial químico, a estrutura proposta pode alternar entre o modo PC e o modo de absorção.

Mecanismos físicos

Para revelar ainda mais os mecanismos físicos das características de chaveamento dos dois modos, as densidades de energia elétrica no modo PC e o modo de absorção da estrutura são apresentados nas Figs. 4 e 5, respectivamente. As distribuições de corrente do modo PC também são plotadas na Fig. 4 para indicar a característica de conversão de polarização. As distribuições de corrente do modo de absorção não são ilustradas, pois as correntes são atenuadas e dissipadas neste modo. Observe que as distribuições de campo são obtidas em y iluminações polarizadas.

Distribuições de campo do modo PC ( μ _c =0 eV). a 2,56 THz. b 3,22 THz

Distribuições de campo do modo de absorção ( μ _c =0,7 eV). a 1.7 THz. b 3,3 THz

Para o modo PC ( μ _c =0 eV), duas frequências de 2,56 THz e 3,22 THz são escolhidas para apresentar suas distribuições de campo na Fig. 4a eb, respectivamente. As partes esquerdas das figuras são as densidades de energia elétrica e as partes certas são as correntes. Conforme mostrado nas figuras, as distribuições de campo de 2,56 THz e 3,22 THz são muito semelhantes entre si, o que implica uma ampla banda de operação. A partir das densidades de energia elétrica nas partes esquerdas da Fig. 4a, b, as energias estão principalmente concentradas nas estruturas em forma de L (PCM). É indicado que o PCM desempenha um papel de liderança para μ _c =0 eV. Pelas correntes nas partes direitas da Fig. 4a, b, as correntes de 2,56 THz e 3,22 THz também estão concentradas no PCM e as correntes no AM são fracas. As setas de linha pontilhada indicam os vetores das correntes. O y iluminações polarizadas geram x -correntes de vetor nas estruturas em forma de L, que alcançam a conversão de polarização.

Para o modo de absorção ( μ _c =0,7 eV), as densidades de energia elétrica de 1,7 THz e 3,3 THz são pintadas na Fig. 5a eb, respectivamente. Conforme mostrado na figura, as densidades de energia elétrica das duas frequências são distribuídas principalmente no AM. Também foi descoberto que as energias estão focadas nos padrões de cross-slot; portanto, os efeitos do SPP são aprimorados pelos slots cruzados no AM. Os fortes efeitos SPP levam ao aprimoramento de campo no AM, que confere ao AM um papel dominante. Assim, as ondas incidentes são confinadas e dissipadas no AM. Também foi descoberto que ainda existem algumas energias espalhadas no PCM, que não fazem nenhuma absorção perfeita, como 80–90% de absortividade na banda.

Discussão

Para revelar ainda mais as características do MFD proposto, estudos paramétricos são discutidos nesta seção. As Figuras 6a eb apresentam as características de PCR e absorção, respectivamente, em termos do potencial químico ( μ _c ) Conforme mostrado na Fig. 6a, um menor μ _c significa menor condutividade do AM e o PCM tem um papel mais importante. Portanto, um bom PCR é observado com μ _c =0 eV, e se deteriora com o aumento de μ _c . A característica de absorção do MFD apresenta tendência quase contrária, conforme mostrado na Fig. 6b. Com μ _c aumentados de 0 para 1 eV, os SPPs no AM são inspirados e aprimorados. Assim, as ondas EM incidentes são confinadas no AM e a energia é absorvida. O μ _c =0,7 eV é escolhido para a largura de banda mais ampla. Também é notado na Fig. 6a que os valores de PCR em torno de 1,85 THz são maiores que 80% para 0,7 eV < μ _c <1 eV; no entanto, a maioria dos poderes são dissipados por estes μ _c s conforme indicado na Fig. 6b. Portanto, o potencial químico ( μ _c ) é um parâmetro valioso para ajustar as características de PCR e absorção.

Características do MFD proposto para diferentes potenciais químicos ( μ _c ) a PCR. b Absorção

A absortividade do modo de absorção para diferentes ângulos de polarização ( φ ₁ e φ ₂ ) é representado na Fig. 7. Conforme representado na Fig. 7a, o φ ₁ e φ ₂ são os ângulos dos campos elétricos incidentes em relação a x - e y -axes, respectivamente. De acordo com a estrutura simétrica do MFD, o φ ₁ e φ ₂ variou de 0 a 45 °. Na Fig. 7b, como o φ ₁ aumentou de 0 a 45 °, a absortividade na banda aumentou de 0,8 para quase 1, embora a banda seja um pouco estreitada com o aumento φ ₁ . Conforme exibido na Fig. 7c, o aumento de φ ₂ rebaixa a absortividade em torno de 2–3 THz, e duas bandas de absorção são obtidas em torno de 1,7 THz e 4 THz.

As características de absorção do modo de absorção ( μ _c =0,7 eV) sob incidência normal para diferentes ângulos de polarização ( φ ) a O φ ₁ e φ ₂ são o ângulo do campo elétrico incidente em relação a x- e y -axes, respectivamente. b φ ₁ . c φ ₂

O desempenho do modo PC e do modo de absorção em termos de ângulo de incidência ( θ ) são apresentados nas Figs. 8 e 9, respectivamente. As Figuras 8a e b demonstram os gráficos de PCR de s - e p ondas incidentes polarizadas, respectivamente, com o ângulo incidente variando de 0 a 80 °. Conforme mostrado nas figuras, o PCR se deteriorou com o aumento de θ ; no entanto, boas características de PCR também são obtidas para θ menor que 40 °. A largura de banda do PCR é estável ao ângulo de incidência ( θ ) Também foi descoberto que o desempenho de PCR de s - a incidência polarizada é insensível ao ângulo de incidência ( θ ) para as frequências em torno de 2,1 THz.

As características de PCR do modo PC ( μ _c =0 eV) para diferentes ângulos de incidência, iluminados por a s -polarizado e b p ondas polarizadas

As características de absorção do modo de absorção ( μ _c =0,7 eV) para diferentes ângulos de incidência, iluminados por a s -polarizado e b p ondas polarizadas

Para o modo de absorção, os gráficos de absortividade de s - e p ondas incidentes polarizadas são plotadas na Fig. 9a eb, respectivamente, com o ângulo de incidência ( θ ) variou de 0 a 80 °. De um modo geral, a absortividade dos s - incidência polarizada reduzida com o aumento de θ , e a absortividade é maior do que 0,8 para θ menor que 30 °. É interessante descobrir que a absortividade de p - onda EM incidente polarizada aumentou com o aumento de θ .

O parâmetro de estrutura h ₁ também é estudado para revelar ainda mais as funções múltiplas do dispositivo. Como o h ₁ é ajustado, a posição do AM é alterada. Observe que outros parâmetros de estrutura não são discutidos aqui para simplificar. As Figuras 10a eb demonstram os resultados do modo PC e do modo de absorção, respectivamente. Conforme mostrado à esquerda da Fig. 10a, no modo PC, o h ₁ tem pouco impacto no PCR. Na parte direita da Fig. 10b, as absorções também são estáveis para h ₁ variando de 0,5 a 16,5 μm, embora menor h ₁ tem maior absorção. Os resultados na Fig. 10a verificam as discussões na seção "Métodos", e o AM é operado como substrato fino no modo PC ( μ _c =0 eV). Para o modo de absorção ( μ _c =0,7 eV), o AM desempenha um papel de liderança; portanto, o h ₁ é importante neste modo. Conforme mostrado na parte esquerda da Fig. 10a, o aumento de h ₁ diminuir a absortividade. É porque as múltiplas reflexões e superposições entre o AM e a camada de ouro são importantes para inspirar os SPPs e realçar os campos no AM [35]. Na parte direita da Fig. 10b, boa PCR é observada para h maiores ₁ . Portanto, na concepção do MFD, o parâmetro h ₁ só pode ser considerado no modo de absorção, pois tem pouco impacto no modo PC.

O PCR e a absorção em termos de h ₁ . a Modo PC ( μ _c =0 eV). b Modo de absorção ( μ _c =0,7 eV)

Conclusões

Em resumo, um MFD de estrutura simples e de baixo perfil é proposto combinando PCM baseado em ouro e AM baseado em grafeno. O potencial químico ( μ _c ) pode ser utilizado para ativar ou neutralizar o AM à base de grafeno e, em seguida, a estrutura pode ser transformada de absorvedor para conversor de polarização. Para o modo PC, o PCR é maior que 0,9 na banda de 2,11–3,63-THz (53,0% a 2,87 THz). Para o modo de absorção, a absortividade é maior que 80% na banda de 1,59–4,54-THz (96,4% a 3,06 THz). O projeto pode ser aplicado a sistemas de imagem, detecção, fotodetecção e modulação em terahertz.