Вышедшие номера
Home » Оптика и спектроскопия » Год 2026, выпуск 8 » Статья стр. 872
<<<>>>
Численное и экспериментальное исследование поляризационно-чувствительных фототранзисторов MoS2 с золотыми плазмонными структурами
The Ministry of Education and Science of the Russian Federation, FSFZ-2024-0047
The Ministry of Education and Science of the Russian Federation, National Research Centre “Kurchatov Institute.”
Лавров С.Д.1, Гуськов А.А.1, Степанов М.А.1, Галиев Р.Р.2
1МИРЭА - Российский технологический университет, Москва, Россия
2НИЦ " Курчатовский институт", Москва, Россия
Email: lavrov_s@mirea.ru
Поступила в редакцию: 7 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 11 декабря 2025 г.
Принята к печати: 17 декабря 2025 г.
Выставление онлайн: 7 сентября 2026 г.
PDF версия
Двумерные полупроводники, такие как монослойный дисульфид молибдена (MoS2), демонстрируют уникальные оптоэлектронные свойства, однако их применение в фотодетекторах ограничено из-за слабого оптического поглощения и недостаточной чувствительности к поляризации света. В настоящей работе представлен подход к созданию поляризационно-селективных фотодетекторов путем интеграции монослоя MoS2 с оптимизированными плазмонными золотыми полосковыми структурами. Параметрическое исследование методом конечных элементов показало, что структуры с периодом 200 nm при длине волны 662 nm обеспечивают локальное усиление оптической плотности мощности более чем в 100 раз и поляризационную селективность поглощения свыше 100. Экспериментальные образцы, изготовленные методом электронно-лучевой литографии, продемонстрировали поляризационную селективность фототока до 30, что подтверждает высокую эффективность и обоснованность примененного вычислительного подхода. Полученные результаты демонстрируют увеличение фоточувствительности и значительное улучшение поляризационной селективности фотодетекторов и расширяют возможности их применения в современных оптоэлектронных устройствах. Ключевые слова: двумерные полупроводники, поляризационная селективность, плазмонные наноструктуры, физическое моделирование.
  1. S. Kim, M. Kim, H. Kim. Nano Energy, 127, 109725 (2024). DOI: 10.1016/j.nanoen.2024.109725
  2. J. Lee, J.-H. Shin, G.-H. Lee, C.-H. Lee. Nanomaterials, 6 (11), 193 (2016). DOI: 10.3390/nano6110193
  3. B. Radisavljevic, A. Radenovic, J. Brivio, V. Giacometti, A. Kis. Nature Nanotech, 6 (3), 147-150 (2011). DOI: 10.1038/nnano.2010.279
  4. K. Zhang, L. Zhang, L. Han, L. Wang, Z. Chem, H. Chen. Nano Ex., 2 (1), 012001 (2021). DOI: 10.1088/2632-959X/abd45b
  5. R. Kumar, W. Zheng, X. Liu, J. Zhang, M. Kumar. Adv. Mater. Technol., 5 (5), 1901062 (2020). DOI: 10.1002/admt.201901062
  6. J. Tang, Q. Wang, J. Tian, X. Li, N. Li, Y. Peng, X. Li, Y. Zhao, C. He, S. Wu, J. Li, Y. Guo, B. Huang, Y. Chu, Y. Ji, D. Shang, L. Du, R. Yang, W. Yang, X. Bai, D. Shi, G. Zhang. Nat. Commun., 14 (1), 3633 (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-39390-9
  7. E.T. Mirzoeva, A.V. Kudryavtsev. Russ. Technol. J., 13 (4), 47--54 (2025). DOI: 10.32362/2500-316X-2025-13-4-47-54
  8. B. Bala Subbanna, K. Choudhary, S. Singh, S. Kumar. ISSS J. Micro Smart Syst., 11 (1), 169--177 (2022). DOI: 10.1007/s41683-021-00083-4
  9. S. Ambreen, D.K. Gupta, H. Kumar, A. Sharma, S. Arun, S. Kumar, A. Saraswat, A. Mishra. Luminescence, 40 (8), e70273 (2025). DOI: 10.1002/bio.70273
  10. H.S. Nalwa. RSC Adv., 10 (51), 30529--30602 (2020). DOI: 10.1039/D0RA03183F
  11. T. Iqbal, G. Rehman, S. Ullah, I. Khan, R. Ahmad, I. Ahmad. Opt. Quant. Electron., 56 (10), 1741 (2024). DOI: 10.1007/s11082-024-07624-9
  12. K.F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, T. Heinz. Phys. Rev. Lett., 105 (13), 136805 (2010). DOI: 10.1103/PhysRevLett.105.136805
  13. J. Ryou, Y.-S. Kim, S. Kс, K. Cho. Sci. Rep., 6 (1), 29184 (2016). DOI: 10.1038/srep29184
  14. K.R. Paton, J.N. Coleman. Carbon, 107, 733-738 (2016). DOI: 10.1016/j.carbon.2016.06.043
  15. L. Yu, H. Dong, W. Zhang, Z. Zheng, Y. Liang, J. Yao. Nanoscale Horiz., 10 (5), 847--872 (2025). DOI: 10.1039/D4NH00624K
  16. T. Cao, G. Wang, W. Han, H. Ye, C. Zhu, J. Shi, Q. Niu, P. Tan, E. Wang, B. Liu, J. Feng. Nat. Commun., 3 (1), 887 (2012). DOI: 10.1038/ncomms1882
  17. K.-H. Li, X.-Y. Chen, D. Su, Y. Song, H. Zhoou, Z. Liu, P. Xia,X. Zhang. Adv Devices Instrum., 4, 0017 (2023). DOI: 10.34133/adi.0017
  18. M. Bhatnagar, M.C. Giordano, C. Mennucci, D. Chowdhury, A. Mazzanti,G. Vall. Nanoscale, 12 (48), 24385--24393 (2020). DOI: 10.1039/d0nr06744j
  19. A.M. Shafi, F. Ahmed, H.A. Fernandez, M. Uddin, X. Cui, S. Das, Y. Dai, V. Khayrudinov, H. Yoon, L. Du, Z. Sun, H. Lipsanen. ACS Appl. Mater. Interfaces, 14 (27), 31140--31147 (2022). DOI: 10.1021/acsami.2c07705
  20. E. Hassan, A. Cal? Lesina. Opt. Express, 30 (11), 19557 (2022). DOI: 10.1364/OE.458080
  21. X. Fu, X. Fu, Y. Chen, L. Qin, H.Peng, R. Shi, F. Li, Q. Zhou, Y. Wang, Y. Zhou, Y. Ning. J. Phys. Chem. Lett., 11 (2), 541--547 (2020). DOI: 10.1021/acs.jpclett.9b03589
  22. X. Liu, Y. Lin, Z. Lin, J. Wang, Z. Zhang, Y. Li, X. Li, D. Zhu, K. Ang, M. Fang, W. Xu, Q. Wang, W. Yu, Q. Liu, S. Huang. ACS Appl. Electron. Mater., 4 (11), 5277--5283 (2022). DOI: 10.1021/acsaelm.2c00958
  23. J. Tang, Q. Wang, J. Tian, X. Li, N. Li, Y. Peng, X. Li, Y. Zhao, C. He, S. Wu, J. Li, Y. Guo, B. Huang, Y. Chu, Y. Ji, D. Shang, L. Du, R. Yang, W. Yang, X. Bai, D. Shi, G. Zhang. Nat. Commun., 14, 3633 (2023). DOI: 10.6084/m9.figshare.22776989
  24. G. Ye, Y. Gong, J. Lin, B. Li, Y. He, S. Pantelides, W. Zhou, R. Vajtai, P. Ajayan. Nano Lett., 16 (2), 1097--1103 (2016). DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04331
  25. P.R. West, S. Ishii, G.V. Naik, N. Emani, V. Shalaev, A. Boltasseva. Laser \& Photonics Reviews, 4 (6), 795--808 (2010). DOI: 10.1002/lpor.200900055
  26. S. Kwon, S.-Y. Lee, S.H. Choi, J. Kang, T. Lee, J. Song, S. Lee, C. Cho, K. Kim, K. Yee, D. Kim. ACS Appl. Mater. Interfaces, 12 (39), 44088--44093 (2020). DOI: 10.1021/acsami.0c13436
  27. Y. Ji, G. Fang, J. Shang, Y. Ji, G. Fang, J. Shang, X. Dong, J. Wu, X. Lin, W. Xu, B. Dong. ACS Appl. Mater. Interfaces, 14 (44), 50045--50054 (2022). DOI: 10.1021/acsami.2c14127
  28. G. Ermolaev, Y. Stebunov, A. Vyshnevyy, D. Tatarkin, D. Yakubovsky, S. Novikov, D. Baranov, T. Shegai, A. Nikitin, A. Arsenin, V. Volkov. npj 2D Mater. Appl., 4 (1), 21 (2020). DOI: 10.1038/s41699-020-0155-x
  29. M. Bernardi, M. Palummo, J.C. Grossman. Nano Lett., 13 (8), 3664--3670 (2013). DOI: 10.1021/nl401544y
  30. K.M. Islam, R. Synowicki, T. Ismael, I. Oguntoye, N. Grinalds, M. Escarra. Adv. Photon. Res., 2 (5), 2000180 (2021). DOI: 10.1002/adpr.202000180
  31. H. Zhang, Y. Ma, Y. Wan, X. Rong, Z. Xie, W. Wang, L. Dai. Sci. Rep., 5 (1), 8440 (2015). DOI: 10.1038/srep08440
  32. J.O. Island, A. Kuc, E.H. Diependaal, R. Bratschitsch, H. Zant, T. Heine, A. Castellanos-Gomez. Nanoscale, 8 (5), 2589--2593 (2016). DOI: 10.1039/c5nr08219f
  33. M. Buscema, M. Barkelid, V. Zwiller, H. Zant, G. Steele, A. Castellanos-Gomez. Nano Lett., 13 (2), 358--363 (2013). DOI: 10.1021/nl303321g
  34. Y. Zhang, H. Li, L. Wang, H. Wang, X. Xie, S. Zhang, R. Liu, Z. Qiu. Sci. Rep., 5 (1), 7938 (2015). DOI: 10.1038/srep07938
  35. L. Tu, R. Cao, X. Wang, Y. Chen, S. Wu, F. Wang, Z. Wang, H. Shen, T. Lin, P. Zhou, X. Meng, W. Hu, Q. Liu, J. Wang, M. Liu, J. Chu. Nat Commun, 11 (1), 101 (2020). DOI: 10.1038/s41467-019-13769-z
  36. D.S. Schneider, A. Grundmann, A. Bablich, V. Passi, S. Kataria, H. Kalisch, M. Heuken, A. Vescan, D. Neumaier, M. Lemme. ACS Photonics, 7 (6), 1388--1395 (2020). DOI: 10.1021/acsphotonics.0c00361
  37. S.D. Lavrov, A.A. Guskov. Modelling, 6 (2), 47 (2025). DOI: 10.3390/modelling6020047
  38. M.A. Stepanov, A.A. Guskov, R.R. Galiev, D.A. Abdullaev, E.S. Shahurin, S.D. Lavrov, E.D. Mishina. Opt. Mater., 152, 115452 (2024). DOI: 10.1016/j.optmat.2024.115452
  39. L. Ye, X. Gan, R. Schirhagl. Sustainability, 16 (22), 10137 (2024). DOI: 10.3390/su162210137
  40. A.B. Greenwood, K.C. Balram, H. Gersen. Nano Lett., 22 (12), 4617--4621 (2022). DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c04405?

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme