افزايش جذب فوق العاده با سطح زير منحني تخت در ساختار شبه بلورفوتوني فيبانوچي S4 متشكل از لايه هاي فوتوولتاييك MoS2 (Flat Top and Giant Enhancement Absorption in S4 Fibonacci Quasi Photonic Crystals Including MoS2 Photovoltaic Layers)
{"title":"افزايش جذب فوق العاده با سطح زير منحني تخت در ساختار شبه بلورفوتوني فيبانوچي S4 متشكل از لايه هاي فوتوولتاييك MoS2 (Flat Top and Giant Enhancement Absorption in S4 Fibonacci Quasi Photonic Crystals Including MoS2 Photovoltaic Layers)","authors":"Ensiyeh Mohebbi, Narges Ansari, fatemeh keramat","doi":"10.2139/ssrn.3452502","DOIUrl":null,"url":null,"abstract":"<b>Persian Abstract:</b> لایه¬های مولبیدیم دی سولفات، MoS2، از خانواده مواد تک لایه و دو بعدی، قابلیت چشمگیری برای استفاده در سازه های فوتوولتاییک نشان داده است اما مقدار جذب و ناحیه طول موج جذبی آنها نیاز به بهینه سازی دارد. در این مقاله در راستای افزایش جذب با سطح زیر منحنی تخت، این لایه را در ساختار شبه بلور فوتونی فیبوناچی S4 با لایه¬های دی¬الکتریک متشکل از Si و SiO2 قرار داده و ضخامت لایه¬های S4 براساس آنکه کدام یک از طول موج¬های تشدید MoS2 به عنوان طول موج طراحی انتخاب شود متفاوت خواهد بود. با توجه به سه طول موج تشدید MoS2، سه ساختار برای S4 طراحی شده است و به صورت تئوری جذب ساختارها برای تابش عمودی با روش ماتریس انتقال در ناحیه¬ی طول موج مرئی مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت، ساختار فیبوناچی S4 با طول موج طراحی 609 نانومتر و دوره تناوب 12، با جذب بالای 90% با سطح زیر منحنی تخت در بازه¬ی 605 تا 665 نانومتر به عنوان بهترین ساختار پیشنهاد شده است. <br><br><b>English Abstract:</b> Molybdenum Disulfide, MoS2, layers among two dimensional atomic family structures shows potential use for application in photovoltaic devices. However, their absorption intensity and wavelength range need improvement. In this paper, to increase the absorption intensity with flat top absorption profile, the MoS2 monolayer is inserted in S4 Fibonacci quasi photonic crystal together with other dielectric layers, e.g. Si and SiO2. We found that the S4 thickness will differ for designing of the structure based on either of resonance peaks of MoS2 monolayer. Based on three resonance peaks of MoS2, three structures designed for S4 and their absorption for normal incidence based on transfer matrix method are calculated. Finally, S4 Fibonacci structure with 609 nm of designed wavelength and 12 times periodicity demonstrates giant absorption above 90% with flat top profile between 605 and 665 nm as the best achievement.","PeriodicalId":134550,"journal":{"name":"EngRN: Photonics (Topic)","volume":"8 1","pages":"0"},"PeriodicalIF":0.0000,"publicationDate":"2016-12-19","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"0","resultStr":null,"platform":"Semanticscholar","paperid":null,"PeriodicalName":"EngRN: Photonics (Topic)","FirstCategoryId":"1085","ListUrlMain":"https://doi.org/10.2139/ssrn.3452502","RegionNum":0,"RegionCategory":null,"ArticlePicture":[],"TitleCN":null,"AbstractTextCN":null,"PMCID":null,"EPubDate":"","PubModel":"","JCR":"","JCRName":"","Score":null,"Total":0}
引用次数: 0
Abstract
Persian Abstract: لایه¬های مولبیدیم دی سولفات، MoS2، از خانواده مواد تک لایه و دو بعدی، قابلیت چشمگیری برای استفاده در سازه های فوتوولتاییک نشان داده است اما مقدار جذب و ناحیه طول موج جذبی آنها نیاز به بهینه سازی دارد. در این مقاله در راستای افزایش جذب با سطح زیر منحنی تخت، این لایه را در ساختار شبه بلور فوتونی فیبوناچی S4 با لایه¬های دی¬الکتریک متشکل از Si و SiO2 قرار داده و ضخامت لایه¬های S4 براساس آنکه کدام یک از طول موج¬های تشدید MoS2 به عنوان طول موج طراحی انتخاب شود متفاوت خواهد بود. با توجه به سه طول موج تشدید MoS2، سه ساختار برای S4 طراحی شده است و به صورت تئوری جذب ساختارها برای تابش عمودی با روش ماتریس انتقال در ناحیه¬ی طول موج مرئی مورد بررسی قرار گرفته است. در نهایت، ساختار فیبوناچی S4 با طول موج طراحی 609 نانومتر و دوره تناوب 12، با جذب بالای 90% با سطح زیر منحنی تخت در بازه¬ی 605 تا 665 نانومتر به عنوان بهترین ساختار پیشنهاد شده است.
English Abstract: Molybdenum Disulfide, MoS2, layers among two dimensional atomic family structures shows potential use for application in photovoltaic devices. However, their absorption intensity and wavelength range need improvement. In this paper, to increase the absorption intensity with flat top absorption profile, the MoS2 monolayer is inserted in S4 Fibonacci quasi photonic crystal together with other dielectric layers, e.g. Si and SiO2. We found that the S4 thickness will differ for designing of the structure based on either of resonance peaks of MoS2 monolayer. Based on three resonance peaks of MoS2, three structures designed for S4 and their absorption for normal incidence based on transfer matrix method are calculated. Finally, S4 Fibonacci structure with 609 nm of designed wavelength and 12 times periodicity demonstrates giant absorption above 90% with flat top profile between 605 and 665 nm as the best achievement.
波斯文摘要：لایه¬های مولبیدیم دی سولفات، MoS2 از خانواده مواد تک لایه و دو بعدی، قابلیت چشمگیری برای استفاده درسازه های فوتولتایک نشان داده است اما مقدار جذب و ناحیه طول موج جذبی آنها نیاز به بهینه سازی دارد.در این مقاله در راستای افزایش جذب با سطح زیر منحنی تخت، این لایه را در ساختار شبه بلور فوتونی فیبوناچی S4 با لایه¬های دی¬الکتری متشکلاز Si و SiO2 قرار داده و ضخامت لایه¬های S4 براساس آنکه کدام یک از طول موج¬های تشدید MoS2 به عنوان طول موج طراحی انتخاب شود متفاوت خواهد بود.با توجه به سه طول موج تشدید MoS2، سه ساختار برای S4 طراحی شده است و به صورت تئوری جذب ساختارها برای تابش عمودی با روش ماتریس انتقال در ناحیه¬ی طول موج مرئی مورد برسی قرار گرفته است.در نهایت، ساختار فیبوناچی s4 با طول موج طراحی 609 نانومتر و دوره تناوب 12، با جذب بالای 90% با سطح زیر منحنی تخت در بازه¬ی 605 تا 665 نانومتر به عنوان بهترین ساختار پیشنهاد شده است.英文摘要：二维原子族结构中的二硫化钼（MoS2）层具有应用于光伏设备的潜力。然而，它们的吸收强度和波长范围需要改进。本文将 MoS2 单层与其他介电层（如硅和二氧化硅）一起插入 S4 斐波那契准光子晶体中，以增加其吸收强度和平顶吸收曲线。我们发现，在设计结构时，S4 的厚度会因 MoS2 单层共振峰的不同而不同。根据 MoS2 的三个共振峰，我们计算了为 S4 设计的三种结构，并根据传递矩阵法计算了它们在法线入射时的吸收率。最后，设计波长为 609 nm、周期为 12 倍的 S4 斐波那契结构显示出 90% 以上的巨吸收率，在 605 和 665 nm 之间的平顶轮廓为最佳成果。
京公网安备 11010802042870号
京ICP备2023020795号-1
分享
求助内容：
应助结果提醒方式：
扫码关注我们
