فهرست نشریات علمی دسترسی آزاد ایران

در طول دهۀ گذشته مواد دو بعدی مانند گرافن و دی­کالکوژن­های فلزات واسطه، به دلیل خواص الکتریکی و نوری قابل ملاحظه‌ای که دارند، توجه گسترده­ای را در نانو فوتونیک و اپتو‌الکترونیک به خود جذب کرده‌اند. برخلاف گرافن با گاف انرژی صفر، دی­کالکوژن­های فلزات واسطه، مانند دی‌سلناید تنگستن که در حالت حجیم گاف انرژی خیلی بزرگ و غیرمستقیم دارند، با کاهش ضخامت آنها به تک لایه، گاف­های نواری مستقیم در ناحیۀ مرئی و فروقرمز نزدیک دارند. با این‌حال به دلیل ضخامت اتمی ذاتی، این مواد با چالش شدیدی برای بر هم‌کنش بین نور و ماده مواجه می­شوند که منجر به جذب و گسیل نور ضعیف می­شود. برای مثال تک لایه­های دی‌سلناید تنگستن با ضخامت 649/0 نانومتر که گاف انرژی 64/1 الکترون ولت دارد، کمتر از 10% نور فرودی را جذب می­کنند. بنابراین افزایش میزان جذب نور در تک لایه­های دی‌سلناید تنگستن و سایر دی­کالکوژن­های فلزات واسطه به مسئلۀ مهمی برای کاربردهای عملی در دستگاه­های الکترونیکی و فوتونیکی تبدیل می‌شود. یک ‌راه­حل برای رفع این مشکل می­تواند ترکیب این تک لایه­ها با ساختارهای پلاسمون سطحی باشد. در این مقاله به دنبال این هستیم که با طراحی یک سلول واحد نسبتاً ساده، میزان جذب نور در ناحیۀ مرئی و فروقرمز نزدیک را به حالت پهن‌باند ارتقا دهیم. میانگین جذب جاذب پیشنهادی در بازۀ طول موجی 600 تا 850 نانومتر تقریباً برابر 93 درصد به دست می­آید. لازم به ذکر است که شبیه‌سازی‌های موجود در این مقاله، به‌وسیلۀ نرم‌افزار لومریکال  انجام‌شده است.این نرم‌افزار مبتنی بر گسسته­سازی معادلات ماکسول در حوزۀ زمان و مکان به کمک روش تفاضل محدود در حوزۀ زمان است.