基于二硫化钼的吸波器及其分析方法研究

作     者：陈文兵 

作者单位：桂林电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：姜彦南

授予年度：2019年

学科分类：08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主      题：二硫化钼 层状结构 吸波器 广义干涉相消法 连分式法 

摘      要：随着光电技术的发展,可见光吸波器在能量存储、传感、成像等方面得到了广泛的应用。本文基于二硫化钼(MoS2)材料在可见光波段的吸收特性,提出了两款工作在可见光波段的吸波器模型,提出并研究了适用于吸波器吸波性能分析的方法,并揭示了提出的吸波器模型的吸波机理。具体工作如下:1.基于洛伦兹-德鲁德-高斯混合模型,对单层MoS2的复介电常数进行了计算分析。在此基础上,深入研究了单层MoS2的传输特性以及它在可见光范围内的吸收特性,为基于MoS2的层状结构吸波器及其分析方法研究奠定基础。2.基于单层MoS2与纳米银之间的磁耦合效应,设计了一款单频点完美吸波器。该吸波器包含纳米银周期单元-单层MoS2-二氧化硅-银反射板,在729-767 nm波长范围内,吸收率≥ 90%,相对带宽为5.3%,且在λ=749 nm处,吸收率达99.98%,实现了单频完美吸波。3.基于单层MoS2对可见光的吸收特性,在可见光频段,设计了一款基于单层MoS2的层状结构宽带吸波器。该吸波器是通过单层MoS2和介电常数为3ε0的介质互相堆叠而成。当单层MoS2为五层时,吸收性能最佳:在391-513 nm波长范围内,吸收率≥ 90%,相对吸收带宽为27%,且极化不敏感。4.深入研究了连分式法和广义干涉相消法,并基于这些方法分析了 MoS2层状结构吸波器在不同模式、不同角度下的吸波性能。此外,基于广义干涉相消法揭示了基于MoS2的层状结构吸波器的吸波机理。最后,基于专业电磁仿真软件CST Microwave Studio 2016验证了上述两种方法的可靠性。