فهرست

تاثیر سیلیکا به عنوان لایه میانی بر روی جذب ساختار شامل WSe2 در حضور اثر پلاسمونیک

نشریه: پاییز 98 - مقاله 8   صفحات :   تا 



کد مقاله:
nm-619

مولفین:
نرگس انصاری
انسیه محبی: دانشگاه الزهرا - فیزیک -شیمی
فاطمه غلامی: دانشگاه الزهرا - فیزیک


چکیده مقاله:

بلورهای دوبعدی از جمله تک¬لایه¬های کلکوژنایدهای فلزات واسطهTMDC با گاف¬های نواری مستقیم، افق جدیدی در کاربری این مواد در فوتونیک و الکترواپتیک ایجاد کرده اند. یکی از این نانوساختارهای دوبعدی تک لایه¬ی WSe2 است که جذب آن در کنار طلا به عنوان لایه¬ی پلاسمونیک و SiO2 به عنوان لایه میانی با تغییر جایگاه لایه میانی، مورد بررسی قرار گرفته است. ویژگی اپتیکی ساختارها با روش ماتریس انتقال، TMM، در ناحیه طول موج مرئی به صورت نظری مورد بررسی قرار گرفته است. با توجه به نتایج محل قرارگیری لایه میانی دریافته¬ایم حضور لایه میانی بین لایه WSe2 و طلا در افزایش جذب تاثیر بیشتری دارد که در طراحی بهینه، در طول موج 324 نانومتر با ضخامت لایه میانی 38 نانومتر به جذب 97 دست یافته¬ایم. این یافته ها در طراحی جاذب های اپتیکی برای استفاده در ادوات فوتوولتاییک پربازده مطلوب می باشد.


Article's English abstract:

Abstract: Two-dimensional materials such as transition metal dichalcogenides TMDCs with direct band gaps have opened a new horizon for application in photonics and optoelectronic elements. Of various TMDCs, the WSe2 monolayer is chosen to study its absorption in the presence of the gold as a plasmonic layer and SiO2 as the spacer layer with alternative layer’s positions. Optical properties of these structures are calculated based on the transfer matrix method, TMM, in the visible wavelength region. We found that the presence of the spacer layer between the WSe2 and gold layer enhances the absorption significantly. In an optimal design and in the wavelength of 324 nm, while thickness of the spacer layer is 38 nm, the absorption is reached to 97. Our findings can be applied for designing any desirable optical absorbers for high performance photovoltaic devices.


کلید واژگان:
تک لایهTMDC ، WSe2، اثر پلاسمونیک، لایه میانی، جذب، روش ماتریس انتقال

English Keywords:
transition metals dichalcogenides (TMDC), WSe2, plasmonic effect, spacer layer, absorption, transfer matrix method

منابع:

English References:
[1] S. Pillai, K. R. Catchpole, T. Trupke, and M. A. Green, “Surface plasmon enhanced silicon solar cells,” Applied physics, 101, 093105, 2007. [2] N. Huo, J. Kang, Z. Wei, SS. Li, J. Li, S. Wei, “Novel and enhanced optoelectronic performances of multilayer MoS2–WS2 heterostructure transistors,” Advanced Functional Materials, 24, 7025-7031, 2014. [3] N. P. Sergeant, O. Pincon, M. Agrawal, P. Peumans, “Design of wide-angle solar-selective absorbers using aperiodic metal-dielectric stacks,” Optics express, 17, 22800–22812, 2009. [4] D. Regatos, B. Sepulveda, D. Farina, L. G. Carrascosa, L. M. Lechuga, “Suitable combination of noble/ferromagnetic metal multilayers for enhanced magneto-plasmonic biosensing.” Optics express, 19, 8336, 2011. [5] A. Akbari, R. N. Tait, and P. Berini, “Surface plasmon waveguide Schottky detector.” Optics express, 18, 8505, 2010. [6] S. A. Meyer, E. C. L. Ru, and P. G. Etchegoin, “Combining surface plasmon resonance (SPR) spectroscopy with surface-enhanced Raman scattering (SERS).” Analytical chemistry, 83, 2337, 2011. [7] O. Lopez-Sanchez, D. Lembke, M. Kayci, A. Radenovic, A. Kis, “Ultrasensitive photodetectors based on monolayer MoS2.” Nature nanotechnology, 8, 497, 2013. [8] Z. Yin, H. Li, H. Li, L. Jiang, Y. Shi, Y. Sun, G. Lu, Q. Zhang, X. Chen, H. Zhang, “Single-layer MoS2 phototransistors.” ACS nano, 6, 74, 2011. [9] N. Ansari, and F. Ghorbani. “Light absorption optimization in two-dimensional transition metal dichalcogenide van der Waals heterostructures.” JOSA B, 35, 1179-1185, 2018. [10] W. Xiaoyu, J. Wang, Z. Hu, T. Sang, Y. Feng, “Perfect absorption of modified-molybdenum-disulfide-based Tamm plasmonic structures.” Applied Physics Express, 11, 062601, 2018. [11] L. Hua, X. Gan, D. Mao, Y. Fan, D. Yang, J. Zhao, “Nearly perfect absorption of light in monolayer molybdenum disulfide supported by multilayer structures.” Optics express, 25, 21630-21636, 2017. [12] Y. Long, H. Deng, H. Xu, L. Shen, W. Guo, C. Liu, W. Huang, W. Peng, L. Li, H. Lin, C. Guo, “Magnetic coupling metasurface for achieving broad-band and broad-angular absorption in the MoS2 monolayer.” Optical Materials Express, 7, 100-110, 2017. [13] L Long, Y Yang, H Ye, L Wang, J. “Optical absorption enhancement in monolayer mos2 using multi-order magnetic polaritons.” Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 200, 198-205, 2017. [14] J.T. Liu, T.B. Wang, X.J. Li, N.H. Liu, “Ultrathin gold film modified optical properties of excitons in monolayer MoS2.” Physical Chemistry Chemical Physics, 115, 193511, 2014. [15] G. Yi Jia, Q. Zhang, Z. X. Huang, S. Bin Huang, J. Xu, “Ultrathin gold film modified optical properties of excitons in monolayer MoS2.” Physical Chemistry Chemical Physics, 7, 23109-23113, 2017. [16] H Lu, X Gan, D Mao, Y Fan, D Yang, J Zhao, “Nearly perfect absorption of light in monolayer molybdenum disulfide supported by multilayer structures.” Optics express, 25, 21634, 2017. [17] S. Jinlin, L. Lu, C. Qiang, L. Zixue, “Surface plasmon-enhanced optical absorption in monolayer MoS2 with one-dimensional Au grating.” Journal of Quantitative Spectroscopy



فایل مقاله
تعداد بازدید: 177
تعداد دریافت فایل مقاله : 12