[實用新型]一種具有電場可調極化率的二維旋光器件

有效

• 申請號: 201820922881.6
• 申請日: 2018-06-14
• 公開（公告）號: CN208921994U
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 吳雅蘋;柯聰明;周江鵬;康俊勇;吳志明;張純淼
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: G02F1/01
• 分類號: G02F1/01
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;張迪

本實用新型公開一種具有電場可調極化率的二維旋光器件，包括基片、層疊設置在基片上表面的第一透明電極、第一BN二維材料、摻雜鐵磁金屬的III?VI族硫屬化物二維材料、第二BN二維材料、第二透明電極；該器件在激光入射下可產生旋光現象，且旋光極化率可通過垂直電場調控；所述垂直電場是通過第一透明電極和第二透明電極向第一BN二維材料、摻雜鐵磁金屬的III?VI族硫屬化物二維材料、第二BN二維材料所組成的三明治結構施加一個范圍為?1V/?~1V/?的垂直方向電壓，該垂直方向電壓可調節摻雜鐵磁金屬的III?VI族硫屬化物二維材料的磁結構在鐵磁耦合與反鐵磁耦合之間轉變。

技術領域

本實用新型涉及一種旋光器件，尤其是一種具有電場可調極化率的二維旋光器件。

背景技術

單色線偏振光沿著光軸方向受到某種作用導致其振動面發生轉動的現象稱為旋光現象。如今旋光技術具有廣闊的應用前景，如電光、磁光、液晶、光通訊、光傳感、光開關、光調制、光存儲、外差探測、薄膜參數測量、物質結構探測、生物細胞熒光測量、圖像識別、乃至最新的生物芯片探測，旋光的應用無處不在。目前用以產生旋光的器件主要包括以下幾種：(1)基于旋光物質的旋光器件，比如糖溶液、松節油液體，還包括石英、朱砂等固體，不利于集成； (2)利用磁致旋光效應的旋光器件，然而受制于現有磁光材料本身應用性能的不理想，如溫度穩定性和磁滯效應等，以及成本較高等問題，也制約了其進一步廣泛應用；(3)基于液晶各向異性產生的旋光效應，制成的各種顯示器件、光調制器、光路轉換開關等。然而上述幾種旋光器件基本是利用透射方式來進行線偏振光偏振面取向轉動的控制，與目前基于全反射的光纖、光波導等光學器件之間仍存在的集成與兼容性的問題。

實用新型內容

本實用新型鑒于可調極化率旋光器件的設計需求，提出一種基于摻雜鐵磁金屬的III-VI族硫屬化物二維材料的具有電場可調極化率的二維旋光器件；該器件采用全電學調控的方式，可解決旋光器件集成與兼容性問題。

為了解決上述的技術問題，本實用新型提供了一種具有電場可調極化率的二維旋光器件，包括基片、層疊設置在基片上表面的第一透明電極、第一BN二維材料、摻雜鐵磁金屬的III-VI族硫屬化物二維材料、第二BN二維材料、第二透明電極；該器件在激光入射下可產生旋光現象，且旋光極化率可通過垂直電場調控；

所述垂直電場是通過第一透明電極和第二透明電極向第一BN二維材料、摻雜鐵磁金屬的III-VI族硫屬化物二維材料、第二BN二維材料所組成的三明治結構施加一個范圍為-1V/?~ 1V/?的垂直方向電壓，該垂直方向電壓可調節摻雜鐵磁金屬的III-VI族硫屬化物二維材料的磁結構在鐵磁耦合與反鐵磁耦合之間轉變。

在一較佳實施例中：所述基片采用Si片、SiO₂/Si片、云母片、石英片、藍寶石中的一種。

在一較佳實施例中：所述第一透明電極和第二透明電極的電極材料由石墨烯、ITO、AZO中的一種或多種材料構成。

在一較佳實施例中：所述第一BN二維材料和第二BN二維材料的厚度為0～10 nm。

在一較佳實施例中：所述摻雜鐵磁金屬的III-VI族硫屬化物二維材料的厚度d滿足范圍0<d<100nm。

在一較佳實施例中：所述III-VI族硫屬化物二維材料化學式為MX，其中M＝Ga、In，X＝S、Se。

在一較佳實施例中：所述摻雜鐵磁金屬的III-VI族硫屬化物二維材料中鐵磁金屬是摻雜在III-VI族硫屬化物二維材料的晶格替位或間隙位。

在一較佳實施例中：所述摻雜鐵磁金屬的III-VI族硫屬化物二維材料中鐵磁金屬元素為Fe、Co、Ni中的一種或幾種或其合金，摻雜濃度為0～10％。