黑磷纳米片的光电导激子吸收与层数关系介绍
黑磷,继石墨烯材质和接合塑料硫化橡胶物后续又一个种二维材质,原因其调节器的带隙、高搬迁率和与光的强互为目的等好处,吸引顾客了广阔科研课题学家对其光学仪器和光電等经营性质的调查。
二维材料的光吸收是以二维光电导来描述的。在通常的二维材料中,激子吸收随着层数的增加而增强.以石墨烯为例,单层石墨烯的光电导在可见光和近红外波段是同一个常数,即σ0= e2/4ħ, N层石墨烯的光电导为Nσ0,与层数成正比。
对于少层黑磷纳米片,激子吸收随着层数的减小而增强(图3a)。这是由于层数越少,介电屏蔽越弱,量子束缚效应越强,因此激子结合能(电子和空穴的“吸引力”)越大,导致吸收越强。
在黑磷中,不管多少层,只有1对子能带参与光学跃迁,所以光电导都为~σ0;与之不同的是,对于石墨烯,有多少层就有多少对子能带参与光学跃迁。
图3(a)激子吸收与层数的关系;(b)带边吸收与层数的关系;(c)二维激子示意图