近乎完美的光吸收体 (NPLA) 的吸光度 A 至少为 99%,具有广泛的应用范围,从能源和传感设备到隐形技术和安全通信。以前关于NPLA的工作主要依赖于等离子体结构或图案化超表面,这需要复杂的纳米光刻,限制了它们的实际应用,特别是对于大面积平台。
在这里,明尼苏达大学Tony Low ,Steven J. Koester利用 TMD 中特殊的能带嵌套效应,结合索尔兹伯里屏幕几何结构,仅使用两个或三个过渡金属二硫化物 (TMD) 的均匀原子层来演示 NPLA。
文章要点
1)设计中的关键创新(经理论计算验证)是以最小化层间耦合的方式堆叠单层 TMD,从而保留其强大的能带嵌套特性。
2)研究人员通过实验证明了控制层间耦合的两种可行途径:扭曲的TMD双层和TMD/缓冲层/TMD三层异质结构。使用这些方法,证明了 λ=2.8 eV 时 A=95% 的室温值,理论预测值高达 99%。
3)此外,TMD 的化学多样性使我们能够设计覆盖整个可见光范围的 NPLA,为高效的原子薄光电子学铺平了道路。
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Lee, S., Seo, D., Park, S.H. et al. Achieving near-perfect light absorption in atomically thin transition metal dichalcogenides through band nesting. Nat Commun 14, 3889 (2023).
DOI:10.1038/s41467-023-39450-0
https://doi.org/10.1038/s41467-023-39450-0