黑磷纳米片的光电导激子吸收与层数关系介绍
黑磷,继石墨烯村料和换季金属质塑炼物后续一大批种二维村料,随着其可手动调节的带隙、高转化率和与光的强上下级效果等优势:,引起了大多探索史学家对其光学材料和光电材料等概念的探索。
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