تاثير سيليكا به عنوان لايه مياني بر روي جذب ساختار شامل WSe2 در حضور اثر پلاسمونيك

The impact of the silica as the spacer layer on the absorption of the structure composed of WSe2 in the presence of plasmonic effect

بلورهاي دوبعدي از جمله تك لايه هاي كلكوژنايدهاي فلزات واسطهTMDC با گاف هاي نواري مستقيم، افق جديدي در كاربري اين مواد در فوتونيك و الكترواپتيك ايجاد كرده اند. يكي از اين نانوساختارهاي دوبعدي تك لايه ي WSe2 است كه جذب آن در كنار طلا به عنوان لايه ي پلاسمونيك و SiO2 به عنوان لايه مياني با تغيير جايگاه لايه مياني، مورد بررسي قرار گرفته است. ويژگي اپتيكي ساختارها با روش ماتريس انتقال، TMM، در ناحيه طول موج مرئي به صورت نظري مورد بررسي قرار گرفته است. با توجه به نتايج محل قرارگيري لايه مياني دريافته¬ايم حضور لايه مياني بين لايه WSe2 و طلا در افزايش جذب تاثير بيشتري دارد كه در طراحي بهينه، در طول موج 324 نانومتر با ضخامت لايه مياني 38 نانومتر به جذب 97% دست يافته ايم. اين يافته ها در طراحي جاذب هاي اپتيكي براي استفاده در ادوات فوتوولتاييك پربازده مطلوب مي باشد.

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.