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摘要
采用时域有限差分方法从理论和数值上提出了一种基于临界耦合和导模共振的单层二硫化钼的四波段完美吸收器,通过阻抗匹配和耦合模理论可以更好地分析其物理机理.单层二硫化钼被放置在二氧化硅与具有周期性长方体空气槽结构的二维聚甲基丙烯酸甲酯层中间.利用导向共振的临界耦合原理得到了单层二硫化钼的高效光吸收,即在共振波长(λ1=510.0 nm, λ2=518.8 nm, λ3=565.9 nm, λ4=600.3 nm)获得了4个共振完美吸收峰,吸收率分别为99.03%, 98.10%, 97.30%和95.41%,同时平均吸收率在可见光光谱范围高达97.46%,是裸单层二硫化钼的12倍以上.从模拟结果来看,调节结构的几何参数可以来控制单层二硫化钼的共振波长的范围,这对提高单层二硫化钼的吸收强度和选择性具有重要的现实意义.利用临界耦合来增强光-二氧化硅相互作用的新思想也可以应用于其他原子级薄材料.同时,本文也讨论了吸收器的传感性能,发现传感器的最高品质因子、灵敏度与品质因数最高分别为1294.1, 155.1 nm/RIU和436.这些结果表明,所设计的结构可能为改善二维过渡金属二元化合物中的光-物质相互作用开辟有前景的技术,并在波长选择性光致发光和光电探测中有着极好的应用前景.
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