[發(fā)明專利]一種MoSe2

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911317239.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-19
• 公開（公告）號(hào): CN111082287B
• 公開（公告）日: 2022-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周譯玄;徐新龍;范澤宇;黃媛媛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號(hào): H01S1/02
• 分類號(hào): H01S1/02
• 代理公司: 西安恒泰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61216
• 代理人: 李婷;金艷婷

本發(fā)明公開了一種MoSe₂/鐵磁金屬太赫茲輻射源、制備及太赫茲波激發(fā)方法，該太赫茲輻射源包括基底、沉積在基底上的MoSe₂和沉積在MoSe₂上的鐵磁金屬。對(duì)本發(fā)明所述的MoSe₂/鐵磁金屬太赫茲輻射源施加磁場(chǎng)，再使用泵浦光入射到該太赫茲輻射源的鐵磁金屬上，產(chǎn)生太赫茲波。本發(fā)明通過(guò)使用MoSe₂與鐵磁金屬構(gòu)成異質(zhì)結(jié)作為太赫茲輻射源，在外加磁場(chǎng)的作用下，使得所產(chǎn)生的太赫茲輻射強(qiáng)度相比較單一材料有明顯的提升，表現(xiàn)出高輻射效率；相比于非鐵磁金屬材料，由于MoSe₂在太赫茲波段相對(duì)透明，使用MoSe₂與鐵磁金屬構(gòu)成異質(zhì)結(jié)，可減少材料本身對(duì)所產(chǎn)生的太赫茲輻射的衰減。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太赫茲波段器件技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種MoSe₂/鐵磁金屬太赫茲輻射源、制備及太赫茲波激發(fā)方法。

背景技術(shù)

太赫茲輻射是指0.1～10THz的電磁輻射，從頻率上看，在無(wú)線電波和光波之間；從能量上看，在電子和光子之間。在電磁頻譜上，太赫茲波段兩側(cè)的紅外和微波技術(shù)已經(jīng)非常成熟，但是太赫茲技術(shù)基本上還是一個(gè)空白，原因是在此頻段上，既不完全適合用光學(xué)理論來(lái)處理，也不完全適合微波的理論來(lái)研究。太赫茲光譜技術(shù)在半導(dǎo)體材料、高溫超導(dǎo)材料的性質(zhì)、研究細(xì)胞水平的成像、化學(xué)和生物分子的檢查以及寬帶通信、微波定向等許多領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。

對(duì)于表面太赫茲發(fā)射光譜技術(shù)，人們?cè)诓粩嘌芯康倪^(guò)程中找出了很多種方法來(lái)產(chǎn)生太赫茲波。其中，既有單獨(dú)使用電子學(xué)方法(比如電子非線性傳輸線)、單獨(dú)使用光學(xué)方法(比如利用二階非線性的光整流效應(yīng)、光牽引效應(yīng)、光伏效應(yīng)等)產(chǎn)生太赫茲波。而在20世紀(jì)90年代開始，利用飛秒激光脈沖激發(fā)材料表面產(chǎn)生太赫茲電磁輻射的相關(guān)技術(shù)得到了論證，在此后的一段時(shí)期內(nèi)，關(guān)于太赫茲電磁輻射在這方面的研究工作得到了顯著發(fā)展。目前，在材料表面利用飛秒激光脈沖激勵(lì)輻射出太赫茲波，通常有三種方案：(1)通過(guò)非線性光學(xué)的光整流效應(yīng)輻射出太赫茲電磁脈沖；(2)通過(guò)外加偏置電場(chǎng)作用，在光導(dǎo)天線的材料表面形成平行于材料表面變化極快的瞬時(shí)光電流， 從而激發(fā)出太赫茲電磁輻射；(3)激光脈沖在材料中激發(fā)的光生載流子在表面內(nèi)建電場(chǎng)作用下做垂直于材料表面的瞬時(shí)加速運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生太赫茲輻射。

在早期的研究中，主要將太赫茲輻射與傳統(tǒng)半導(dǎo)體材料結(jié)合，通過(guò)飛秒激光照射GaAs，ZnTe，InAs等產(chǎn)生太赫茲輻射。隨著新功能材料的發(fā)展，層狀過(guò)渡金屬硫化合物由于其高電子遷移率、高光電轉(zhuǎn)化率等優(yōu)異特性，使其具有發(fā)展成為高效、超薄太赫茲發(fā)射源的潛能。作為過(guò)渡金屬硫化物的代表，MoSe₂具有上述所有特性。發(fā)明人前期研究工作發(fā)現(xiàn)利用單層MoSe₂薄膜可以產(chǎn)生太赫茲輻射，但由于其單層結(jié)構(gòu)限制，載流子遷移率較低，所產(chǎn)生太赫茲強(qiáng)度較弱，穩(wěn)定性較差。而使用層狀塊體MoSe₂，一定的厚度的材料會(huì)對(duì)太赫茲輻射有較強(qiáng)的吸收，而內(nèi)部的載流子屏蔽又會(huì)使得太赫茲信號(hào)強(qiáng)度達(dá)到飽和。這一系列問(wèn)題限制了MoSe₂在作為太赫茲輻射源中的應(yīng)用以及在未來(lái)集成化太赫茲系統(tǒng)中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種MoSe₂/鐵磁金屬太赫茲輻射源、制備及太赫茲波激發(fā)方法，克服現(xiàn)有MoSe₂薄膜太赫茲輻射效率普遍較低，信號(hào)不穩(wěn)定等問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種MoSe₂/鐵磁金屬太赫茲輻射源，包括基底、沉積在基底上的MoSe₂和沉積在MoSe₂上的鐵磁金屬。

具體的，MoSe₂層的厚度為0.72～8nm；鐵磁金屬層的厚度為3～20nm。

具體的，所述的MoSe₂為p型或n型摻雜的MoSe₂。