提出基于金属薄膜-分布式布拉格反射器微腔效应增强单层二硫化钨光吸收的多层薄膜结构。运用光学传输矩阵理论研究了其输运特性，发现由于金属薄膜-分布式布拉格反射器的微腔效应，在间隔层和覆盖层之间形成电场强度极大值，有效促进入射光与单层二硫化钨的相互作用。综合优化金属层、间隔层和覆盖层厚度，单层二硫化钨在612 nm处的光吸收提高了38倍，达到78.42%。进一步探讨了光入射角、分布式布拉格反射器周期、间隔层折射率与单层二硫化钨光吸收的关系。研究结果表明，上述结构参数的变化可有效调控单层二硫化钨的吸收峰值。研究结果为制备高性能单层二硫化钨光电探测器等新型光电子器件提供了新思路。
单层二硫化钨 薄膜 光吸收 微腔效应 光电探测器 monolayer tungsten disulfide thin film light absorption microcavity effect photodetector
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所太赫兹固态技术重点实验室,上海 200050
2 中国科学院大学材料与光电研究中心,北京 100049
在太赫兹技术的应用中,控制太赫兹波的传输非常重要,太赫兹调制器被认为是下一代太赫兹无线通信中的重要器件。成功的研究了一种硅上生长单层二硫化钨的新型光泵浦太赫兹调制器,由于在硅衬底和二硫化钨的交界处出会形成异质结,二硫化钨充当着催化剂的作用,在光泵浦的作用下,在异质结处催化出更多的载流子,因此实现了更大的调制深度。结果表明,在泵浦光波长为 660 nm、功率仅为 117 mW时,该调制器的调制深度达到了63.6%。这种新型二维过渡金属硫化物对太赫兹波的调制有着更高的效率,使其在太赫兹技术中有很好的应用前景。
太赫兹 光控调制器 单层二硫化钨 催化 Terahertz optical controlled modulator monolayer tungsten disulfide catalytic
北京交通大学光电子技术研究所 发光与光信息技术教育部重点实验室, 北京 100044
在常压条件下使用CVD法生长单层WS2, 通过改变实验条件实现控制晶粒大小或生长成薄膜的目的。采用光学显微镜、拉曼、光致发光谱等对制备的样品进行表征, 得到了结晶质量高、尺寸达120 μm的单层WS2晶粒。同时讨论了几个重要参数如温度、生长时间以及钨源用量等对生长单层WS2的影响。结果表明: 温度对CVD生长WS2影响最大, 高温有助于生长高结晶质量的WS2。调节生长时间可以控制WS2晶粒的大小, 较长时间能生长出连续的薄膜。过量的S蒸汽会抑制WS2生长, 影响结晶质量。
单层二硫化钨 化学气相沉积 拉曼光谱 光致发光谱 monolayer WS2 chemical vapor deposition Raman spectroscopy photoluminescence spectroscopy
