谐振腔-单层二硫化钼系统中的高阶腔耦合等离极化激元

以单层MoS_(2)为代表的二维过渡金属硫族化物,因具有可调谐的非零带隙,故应用在光电子学器件中要比石墨烯更具优势.本文使用经典电磁理论和有限元分析方法,研究了谐振腔中腔模与单层MoS2等离激元之间耦合形成的腔耦合等离极化激元,并重点计算和验证了其中高阶模式的特性.考虑到化学气相沉积法生长的单层MoS_(2)中衬底、多晶和缺陷会引起弱电子局域化,从而导致基于自由电子气假设的Drude模型准确性变差,故本文在理论和仿真中使用了Drude-Smith模型描述单层MoS_(2)光电导率,该模型通过拟合实验数据得到.基于此,不仅导出了高阶腔耦合等离极化激元的色散方程,并求解出了其色散曲线,还通过仿真计算验证了这些高阶模式的存在性,分析了其基本性质以及弱电子局域化的影响.上述结果能加深对二维材料等离激元的耦合激发以及特性调控的理解,所用理论模型也能推广到其他低维、拓扑量子材料相关的等离系统当中.