Abstract

We demonstrate greatly enhanced light absorption by monolayer graphene over a broad spectral range, from visible to near IR, based on the attenuated total reflection. In the experiment, graphene is sandwiched between two dielectric media referred to as superstrate and substrate. Based on numerical calculation and experimental results, the closer the refractive indices of the superstrate and the substrate are, the higher the absorption of graphene is. The light absorption of monolayer graphene up to 42.7% is experimentally achieved.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, and A. C. Ferrari, Nat. Photonics 4, 611 (2010).
    [CrossRef]
  2. F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
    [CrossRef]
  3. F. Xia, T. Mueller, Y. M. Lin, A. Valdes-Garcia, and P. Avouris, Nat. Nanotechnol. 4, 839 (2009).
    [CrossRef]
  4. M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
    [CrossRef]
  5. Z. Lu and W. Zhao, J. Opt. Soc. Am. B 29, 1490 (2012).
    [CrossRef]
  6. M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
    [CrossRef]
  7. T. Mueller, F. N. Xia, and P. Avouris, Nat. Photonics 4, 297 (2010).
    [CrossRef]
  8. T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
    [CrossRef]
  9. Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
    [CrossRef]
  10. S. Thongrattanasir, F. H. L. Koppens, and F. J. G. de Abajo, Phys. Rev. Lett. 108, 047401 (2012).
    [CrossRef]
  11. H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).
  12. X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
    [CrossRef]
  13. J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
    [CrossRef]
  14. C. H. Gan, Appl. Phys. Lett. 101, 111609 (2012).
    [CrossRef]
  15. Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
    [CrossRef]
  16. G. Pirruccio, L. M. Moreno, G. Lozano, and J. G. Rivas, ACS Nano 7, 4810 (2013).
    [CrossRef]
  17. B. E. A. Saleh and M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, 2nd ed. (Wiley, 2007), Chap. 7.

2013 (2)

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

G. Pirruccio, L. M. Moreno, G. Lozano, and J. G. Rivas, ACS Nano 7, 4810 (2013).
[CrossRef]

2012 (6)

C. H. Gan, Appl. Phys. Lett. 101, 111609 (2012).
[CrossRef]

S. Thongrattanasir, F. H. L. Koppens, and F. J. G. de Abajo, Phys. Rev. Lett. 108, 047401 (2012).
[CrossRef]

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Z. Lu and W. Zhao, J. Opt. Soc. Am. B 29, 1490 (2012).
[CrossRef]

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

2011 (3)

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

2010 (2)

F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, and A. C. Ferrari, Nat. Photonics 4, 611 (2010).
[CrossRef]

T. Mueller, F. N. Xia, and P. Avouris, Nat. Photonics 4, 297 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

F. Xia, T. Mueller, Y. M. Lin, A. Valdes-Garcia, and P. Avouris, Nat. Nanotechnol. 4, 839 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Andrews, A. M.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Avouris, P.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

T. Mueller, F. N. Xia, and P. Avouris, Nat. Photonics 4, 297 (2010).
[CrossRef]

F. Xia, T. Mueller, Y. M. Lin, A. Valdes-Garcia, and P. Avouris, Nat. Nanotechnol. 4, 839 (2009).
[CrossRef]

Bai, J. W.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Bonaccorso, F.

F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, and A. C. Ferrari, Nat. Photonics 4, 611 (2010).
[CrossRef]

Britnell, L.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Chandra, B.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

Chandrashekhar, M.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Chen, X.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Chen, Y.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Cheng, R.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Crommie, M.

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Dawlaty, J. M.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

de Abajo, F. J. G.

S. Thongrattanasir, F. H. L. Koppens, and F. J. G. de Abajo, Phys. Rev. Lett. 108, 047401 (2012).
[CrossRef]

Deng, Z.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Detz, H.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Duan, X. F.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Echtermeyer, T. J.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Englund, D.

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Ferrari, A. C.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, and A. C. Ferrari, Nat. Photonics 4, 611 (2010).
[CrossRef]

Freitag, M.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

Furchi, M.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Gan, C. H.

C. H. Gan, Appl. Phys. Lett. 101, 111609 (2012).
[CrossRef]

Gan, X.

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Gao, Y.

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Geim, A. K.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Geng, B.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

George, P.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Girit, C.

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Gorbachev, R. V.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Grigorenko, A. N.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Hasan, T.

F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, and A. C. Ferrari, Nat. Photonics 4, 611 (2010).
[CrossRef]

Hatami, F.

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Heinz, T. F.

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Hone, J.

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Huang, Y.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Jasnos, P. K.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Ju, L.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Klang, P.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Kong, X. T.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Koppens, F. H. L.

S. Thongrattanasir, F. H. L. Koppens, and F. J. G. de Abajo, Phys. Rev. Lett. 108, 047401 (2012).
[CrossRef]

Li, X. S.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

Liao, L.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Lilley, G.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Lin, Y. M.

F. Xia, T. Mueller, Y. M. Lin, A. Valdes-Garcia, and P. Avouris, Nat. Nanotechnol. 4, 839 (2009).
[CrossRef]

Liu, G.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Liu, L. X.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Liu, M.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Liu, Y.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Liu, Z.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Lombardo, A.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Lozano, G.

G. Pirruccio, L. M. Moreno, G. Lozano, and J. G. Rivas, ACS Nano 7, 4810 (2013).
[CrossRef]

Lu, Z.

Mak, K. F.

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Moreno, L. M.

G. Pirruccio, L. M. Moreno, G. Lozano, and J. G. Rivas, ACS Nano 7, 4810 (2013).
[CrossRef]

Mueller, T.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

T. Mueller, F. N. Xia, and P. Avouris, Nat. Photonics 4, 297 (2010).
[CrossRef]

F. Xia, T. Mueller, Y. M. Lin, A. Valdes-Garcia, and P. Avouris, Nat. Nanotechnol. 4, 839 (2009).
[CrossRef]

Novoselov, K. S.

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Pirruccio, G.

G. Pirruccio, L. M. Moreno, G. Lozano, and J. G. Rivas, ACS Nano 7, 4810 (2013).
[CrossRef]

Pospischil, A.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Rana, F.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Rivas, J. G.

G. Pirruccio, L. M. Moreno, G. Lozano, and J. G. Rivas, ACS Nano 7, 4810 (2013).
[CrossRef]

Saleh, B. E. A.

B. E. A. Saleh and M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, 2nd ed. (Wiley, 2007), Chap. 7.

Schrenk, W.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Shen, Y. R.

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Shivaraman, S.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Spencer, M. G.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Strait, J.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Strasser, G.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Sun, Z.

F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, and A. C. Ferrari, Nat. Photonics 4, 611 (2010).
[CrossRef]

Teich, M. C.

B. E. A. Saleh and M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, 2nd ed. (Wiley, 2007), Chap. 7.

Thongrattanasir, S.

S. Thongrattanasir, F. H. L. Koppens, and F. J. G. de Abajo, Phys. Rev. Lett. 108, 047401 (2012).
[CrossRef]

Tian, C. S.

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Tian, J.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Tulevski, G.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

Ulin-Avila, E.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Unterrainer, K.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Urich, A.

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Valdes-Garcia, A.

F. Xia, T. Mueller, Y. M. Lin, A. Valdes-Garcia, and P. Avouris, Nat. Nanotechnol. 4, 839 (2009).
[CrossRef]

Veksler, D.

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

Wang, F.

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Wang, F. G.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Wang, J.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Wu, Y. Q.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

Xia, F.

F. Xia, T. Mueller, Y. M. Lin, A. Valdes-Garcia, and P. Avouris, Nat. Nanotechnol. 4, 839 (2009).
[CrossRef]

Xia, F. N.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

T. Mueller, F. N. Xia, and P. Avouris, Nat. Photonics 4, 297 (2010).
[CrossRef]

Xing, F.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Yan, H. G.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

Ye, Q.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Yin, X.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

You, Y.

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

Zentgraf, T.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Zettl, A.

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Zhang, C.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Zhang, X.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Zhang, Y. B.

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Zhao, W.

Zhou, H. L.

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Zhou, W.

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

Zhu, W. J.

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

ACS Nano (1)

G. Pirruccio, L. M. Moreno, G. Lozano, and J. G. Rivas, ACS Nano 7, 4810 (2013).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (3)

J. M. Dawlaty, S. Shivaraman, J. Strait, P. George, M. Chandrashekhar, F. Rana, M. G. Spencer, D. Veksler, and Y. Chen, Appl. Phys. Lett. 93, 131905 (2008).
[CrossRef]

C. H. Gan, Appl. Phys. Lett. 101, 111609 (2012).
[CrossRef]

Q. Ye, J. Wang, Z. Liu, Z. Deng, X. T. Kong, F. Xing, X. Chen, W. Zhou, C. Zhang, and J. Tian, Appl. Phys. Lett. 102, 021912 (2013).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nano Lett. (2)

X. Gan, K. F. Mak, Y. Gao, Y. You, F. Hatami, J. Hone, T. F. Heinz, and D. Englund, Nano Lett. 12, 5626 (2012).
[CrossRef]

M. Furchi, A. Urich, A. Pospischil, G. Lilley, K. Unterrainer, H. Detz, P. Klang, A. M. Andrews, W. Schrenk, G. Strasser, and T. Mueller, Nano Lett. 12, 2773 (2012).
[CrossRef]

Nat. Commun. (2)

T. J. Echtermeyer, L. Britnell, P. K. Jasnos, A. Lombardo, R. V. Gorbachev, A. N. Grigorenko, A. K. Geim, A. C. Ferrari, and K. S. Novoselov, Nat. Commun. 2, 458 (2011).
[CrossRef]

Y. Liu, R. Cheng, L. Liao, H. L. Zhou, J. W. Bai, G. Liu, L. X. Liu, Y. Huang, and X. F. Duan, Nat. Commun. 2, 579 (2011).
[CrossRef]

Nat. Nanotechnol. (2)

H. G. Yan, X. S. Li, B. Chandra, G. Tulevski, Y. Q. Wu, M. Freitag, W. J. Zhu, P. Avouris, and F. N. Xia, Nat. Nanotechnol. 7, 220 (2012).

F. Xia, T. Mueller, Y. M. Lin, A. Valdes-Garcia, and P. Avouris, Nat. Nanotechnol. 4, 839 (2009).
[CrossRef]

Nat. Photonics (2)

F. Bonaccorso, Z. Sun, T. Hasan, and A. C. Ferrari, Nat. Photonics 4, 611 (2010).
[CrossRef]

T. Mueller, F. N. Xia, and P. Avouris, Nat. Photonics 4, 297 (2010).
[CrossRef]

Nature (1)

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. G. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

S. Thongrattanasir, F. H. L. Koppens, and F. J. G. de Abajo, Phys. Rev. Lett. 108, 047401 (2012).
[CrossRef]

Science (1)

F. Wang, Y. B. Zhang, C. S. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Other (1)

B. E. A. Saleh and M. C. Teich, Fundamentals of Photonics, 2nd ed. (Wiley, 2007), Chap. 7.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Numerical calculation of the reflectance and absorptance as functions of incident angle θ1 and substrate refractive index n3 and (b) calculation of maximum achievable absorptance as a function of substrate refractive index n3. Results in (a) and (b) are obtained at λ=650nm for s-polarized light, and n1=1.51.

Fig. 2.
Fig. 2.

Illustration of the experimental setup for ATR measurement. The red-dashed line represents the monolayer graphene film. P1 and BS represent the polarizer and beam splitter, respectively.

Fig. 3.
Fig. 3.

Reflectance of a reference BK7 glass slide (blue triangles), monolayer graphene (red circles), and numerical fit (green) with an s-polarized light with a wavelength of (a) λ=650nm and (b) λ=1520nm. In the legend, G represents graphene. BK7/G/air is the result with the BK7(prism)–graphene–air configuration.

Fig. 4.
Fig. 4.

(a) Measured reflectance of the monolayer graphene with M1.50 as a substrate under s-polarized light incidence at λ=650nm and (b) measured reflectance of the monolayer graphene with M1.50 as a substrate under s-polarized light incidence at λ=1520nm. In both graphs, red curves represent the results when a BK7 deflector is used; blue curves represent the results when a BSG deflector is used. In the legend, G and M represent the graphene and matching liquid, respectively. BK7/G/M/BK7 is the result for the BK7(prism)–graphene–M1.50(substrate)–BK7(deflector) configuration.

Fig. 5.
Fig. 5.

For 1520 nm p-polarized light incidence, the measured reflectance by the monolayer graphene sample as a function of the incident angle when (a) the substrate is air and (b) the substrate is M1.50.

Equations (4)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

r=(n˜3n˜2)(n˜2+n˜1)e+jϕ˜2+(n˜3+n˜2)(n˜2n˜1)ejϕ˜2(n˜3n˜2)(n˜2n˜1)e+jϕ˜2+(n˜3+n˜2)(n˜2+n˜1)ejϕ˜2,
E2=tsEi=2n1cosθ1Ein1cosθ1+n3cosθ3,
A=pdSiσgη1cosθ1|2n1cosθ1n1cosθ1+n3cosθ3|2,
|E2|=|E2t|2+|E2n|2|2n1cosθ1Ein1cosθ3+n3cosθ1|(|cosθ3|2+|n3n2sinθ3|2),

Metrics