[发明专利]一种用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器及其制备方法，包括：衬底层、衬底层上从下到上依次设置的金属反射层、谐振腔层和布拉格反射层；所述谐振腔层从下到上依次包括第一透明层、二硫化钼层和第二透明层。本发明能够提升二硫化钼的光学吸收的效率，实现光功能和电功能的兼容。

技术领域

本发明涉及光学检测技术领域，特别涉及一种用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器及其制备方法。

背景技术

光吸收器是指能够将环境中的光吸收的器件，在滤光器、高选择性热发射器、光学传感器和光电探测器等装置上需要光吸收器的配合完成工作。基于光子结构获得光学特性的动态可调这一特性，也在高集成度光电器件中起到越来越重要的重要。在众多材料中，半导体材料具有良好特性而引发越来越多的关注。例如二硫化钼因其非凡的电子特性和光学特性在光子和光电子应用中引起了广泛的兴趣。二硫化钼具有较小的尺寸，可提供具有适当带隙、高载流子迁移率和温度稳定性等特点。

由于二维材料超薄的厚度导致光学吸收不高，许多基于半导体材料和光子结构的吸收器件都存在光功能和电功能不兼容的问题，同时，由于光子结构自身的吸收，这些吸收器件的光谱精度和调制深度受限等问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于基于二维材料的光吸收器实现增强半导体材料的光学吸收等问题，针对现有技术的不足，提供一种用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器及其制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，包括：

衬底层、衬底层上从下到上依次设置的金属反射层、谐振腔层和布拉格反射层；

所述谐振腔层从下到上依次包括第一透明层、二硫化钼层和第二透明层。

所述用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，其中，所述衬底层包括硅衬底，以及设置于所述硅衬底表面的二氧化硅膜。

所述用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，其中，所述金属反射层的反射厚度的数值大于或等于目标波长在金属反射层的材料中趋肤深度的两倍。

所述用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，其中，所述金属反射层的组成材料包括金、银、钛，或合金。

所述用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，其中，所述谐振腔的腔厚度的计算公式为：其中，n₀为所述第一透明层和所述第二透明层的折射率，h₀为所述腔厚度，所述λ₀为预设的目标光纤的目标波长。

所述用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，其中，所述第一透明层和所述第二透明层厚度相等。

所述用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，其中，所述布拉格反射层包括间隔设置的若干个第三透明层和第四透明层，其中，第三透明层设置于所述谐振腔层上方。

所述用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，其中，所述第三透明层的厚度的计算公式为：其中，n₁为所述第三透明层的折射率，所述h₁为所述第三透明层的厚度，所述λ₀为预设的目标光纤的目标波长。

所述用于增强二硫化钼光学吸收的光吸收器，其中，所述第四透明层的厚度的计算公式为：其中，n₂为所述第四透明层的折射率，所述h₂为所述第四透明层的厚度，所述λ₀为预设的目标光纤的目标波长。

一种光吸收器的制作方法，所述方法用于制备如上所述的光吸收器；所述方法包括：

制备衬底层；

在所述衬底层表面进行金属沉积，得到金属反射层；