طراحي ساختارهايي شامل تك‌لايه‌ي MoS2 با هدف كاهش جذب در ناحيه‌ي تراهرتز براي كاربري الكترود شفاف

Design of structures including MoS2 monolayer with low absorption at THz range for application in transparent electrodes

بلور دو بعدي مولبيديم دي سولفات، MoS2، در بازه‌ي فركانسي تراهرتز به علت كاربردهاي اپتوالكترونيكي و كاربري آن براي الكترود شفاف در حوزه‌ي نانو بسيار مورد توجه قرار گرفته است. در اين مقاله، به طراحي ساختارهايي شامل تك لايه‌ي MoS2 روي زيرلايه‌هاي مختلف و با قرارگيري در جايگاه هاي متفاوت اين تك لايه در بلور فوتوني يك بعدي، 1DPC، به منظور كاهش جذب و افزايش عبور پرداخته‌ايم. ضريب شكست MoS2 را در ناحيه ي تراهرتز از رابطه درود محاسبه كرده‌ايم. طيف عبور و جذب اين ساختارها در بازه‌ي فركانسي تراهرتز از روش ماتريس انتقال، TMM، براي هر دو قطبش TE و TM بدست آمد. در ادامه نشان داديم كه طيف جذب با تغيير در مواد دي‌الكتريك و زاويه‌ي تابش در هر دو قطبش TE و TM تنطيم پذير است. در نهايت در بهترين طراحي به جذب كمتر از تك لايه‌ي MoS2 و طيف عبور نزديك 100 درصد دست يافتيم. نتايج بدست آمده براي طراحي نانو سازه هاي متشكل از الكترود شفاف در فوتونيك و الكترونيك سودمند خواهند بود.

Two dimensional Molybdenum disulfide, MoS2, crystal has attracted intense attention for its application in the THz optoelectronics and can be used for transparent electrode in the nanoscale research area. In this paper, we design structures including MoS2 monolayer on different substrates and different layer positions in one-dimensional photonic crystals (1DPCs) toward decreasing the optical absorption and increasing the optical transmission. The THz refractive index of MoS2 taken from Drude model is calculated. Transmission and absorption spectra in the THz range for either of TE or TM modes is calculated based on the transfer matrix method (TMM). In continue we show that the absorption spectrum can be tuned by changing different materials and incident angles for either of TE or TM modes. We finally in our best design achieved absorption smaller than MoS2 monolayer and nearly 100% transmission. Such results are useful for application in nano-bulding blocks including transparent electrode in future photonics and electronics devices.