等离子体谐振腔对二硫化钼的荧光增强效应

二硫化钼(MoS2)作为一种层状过渡金属硫族化合物,是未来光子学与光电子学领域的重要组成材料.本文设计实现了MoS2与谐振腔耦合系统,将蝴蝶结型等离子体谐振腔的谐振模式与单层MoS2光致发光(PL)谱相耦合,得到该条件下最佳PL强度增强效果.通过理论模型与实验数据的分析,利用珀塞尔效应对自发辐射速率进行控制,得到了峰值为9.5倍、带宽为100 nm的宽带增强谱.同时,增强的PL强度随激发光和探测光的偏振角度满足余弦函数规律的依赖特性,证明了谐振模式来自谐振腔中的电场偶极子.该研究提供了在单层MoS2与等离子体谐振腔耦合结构中研究光与物质相互作用增强的可行性,为今后基于MoS2光子学器件的发射与探测效率提升开辟出一条新途径.