引言:随着科技的进步,人们生活水平的提高,用户对电子产品的便携化要求越来越严格,电子产品性能的发展常常受到其体积的限制。传统意义上的块状半导体已经逐渐被二维电子材料所取代。二维材料相比于块状材料,具有体积上的优越性,符合当前电子产品发展的需要,但同时也因其厚度太薄,无法满足对光的充分吸收利用。为此人们展开了对增强二维材料光物作用的探索。石墨烯具有较高的电子迁移率,但由于其零带隙的结构,无法对其性能进行便捷有效的控制。研究者们希望找到一种,具有带隙且较好光电特性的二维材料。
过渡金属硫化物如:二硫化钼、二硫化钨、二硒化钨、二硒化钼构成的二维材料,具有优异的光学与电学性能,其可调的光子带隙结构,已经成为纳米光电子材料器件研究领域的研究热点之一,单层过渡金属硫化物具有直接带隙,其在可见光波段,自由空间单层二硫化钼的吸收为10-20%。作为二维材料,单层二硫化钼的吸收率较高,虽然还不能满足应用的需要,但是可见其具有较大的上升应用空间。本课题提出将单层二硫化钼与局域间隙等离子体耦合的方案,用FDTD建模,并分析其辐射特性,验证在该条件下,二硫化钼对光的吸收特性是否增强,进而为基于二硫化钼的光电器件的优化设计提供参考。
国内外研究现状:
2010年,Tony F. Heinz和 Feng Wang【1】等人率先从实验中制备出单层二硫化钼结构
2011年,B.Radisavljevic【2】课题组提出基于二硫化钼场效应晶体管
2013年,Leaadro M.Malard【3】等人利用二硫化钼观察到的二次谐波的产生
2014年,Tony F.Heinz【4】等人率先从实验中测量出过渡金属硫化物体系中的光学介电常数
2016年,Huang Lujun【5】等人利用二硫化钼实现了宽谱吸收器
2017年,Lu Hua 【7】等人提出布拉格反射镜和金属衬底,将二硫化钼放于金属上方介质层中的结构,利用在金属-介质表面形成的塔姆态实现了二维材料二硫化钼中的全吸收
2017年,Long Linshaung【8】等人通过一维银金属光栅和单层二硫化钼结构,利用磁共振单元使二硫化钼在可见光波段的吸收高达90%。
