Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Industrial materials >> Наноматериалы

Свойства пропускания FeCl3-интеркалированного графена и тонких пленок WS2 для приложений терагерцовой спектроскопии во временной области

Аннотация

Терагерцовая спектроскопия с временным разрешением стала обычным методом как для фундаментальных, так и для прикладных исследований, направленных на улучшение качества жизни человека. Однако вопрос поиска материалов, применимых в этих системах, остается актуальным. Одно из подходящих решений - 2D материалы. Здесь мы демонстрируем свойства пропускания уникальных структур на основе графена с трихлоридом железа FeCl 3 легирующие примеси на стеклянных, сапфировых и полиимидных пленочных подложках из каптона, которые ранее не исследовались в рамках описанных выше проблем в ближнем инфракрасном и ТГц диапазонах. Мы также показываем свойства тонкого дисульфида вольфрама WS 2 пленка, изготовленная из жидкокристаллических растворов, перенесенных на подложки из полиимида и полиэтилентерефталата. Введение примесей, выбор конструктивных размеров и использование соответствующей подложки для модифицированных 2D слоистых материалов позволяют контролировать пропускание образцов как для терагерцового, так и для инфракрасного диапазонов, что может быть использовано для создания эффективных модуляторов и компонентов для ТГц. системы спектроскопии.

Введение

Область терагерцовой широкополосной спектроскопии во временной области на основе фемтосекундных лазеров ближнего инфракрасного диапазона стала активной областью исследований в связи с ее перспективным применением в неразрушающем контроле [1], биомедицине [2], системах безопасности, широкополосной связи [3] и другие [4]. Несмотря на перспективность применения и наблюдаемое использование технологии как в промышленности, так и в научных проектах, по-прежнему ощущается явная нехватка эффективных материалов для генерации, обнаружения, фильтрации и модуляции ТГц излучения. Твердые материалы, применимые для систем ТГц-спектроскопии во временной области (THz-TDS), можно разделить на несколько групп:нелинейные и полупроводниковые кристаллы, органические кристаллы и метаматериалы, композиты и 2D-материалы. 2D-материалы представляют собой многообещающее решение из-за их компактных размеров и дополнительной возможности управлять свойствами, изменяя количество и состав слоев, а также тип подложки.

Слоистые материалы, которые можно расслаивать для извлечения отдельных слоев, можно в первую очередь разделить на три класса [5]:графен и его производные, халькогениды и оксиды. Графен [6–8], дисульфид молибдена (MoS 2 ) [9, 10], селенид висмута Bi 2 Se 3 [11], диселенид вольфрама (WSe 2 ) [12], дисульфид вольфрама (WS 2 ) [13] и различные устройства, основанные на слоистых гетероструктурах, сочетающих несколько отдельных 2D-материалов [14–16], уже продемонстрировали уникальные и захватывающие свойства в ТГц диапазонах частот. Следует отметить, что для целей THz-TDS более подходящими являются материалы, стабильные при комнатной температуре, поскольку такие материалы минимизируют дополнительные эксплуатационные требования, предъявляемые к системе в целом. Графен широко предлагался для различных составных частей систем THz-TDS, в частности, в качестве детекторов [17], поляризаторов [6], модуляторов [18, 19] и волноводов [20], а также в качестве среды генерации высоких гармоник [21, 22]. . Многослойный WS 2 также был продемонстрирован как генератор ТГц [23, 24], как модулятор на основе отдельных нанолистов [25] или многослойных нанолистов, расслоенных жидкостью [13], и, кроме того, как магнитно-настраиваемый модулятор [26, 27].

Обычно 2D-материалы переносятся на подложку и затем поддерживаются на ней. В качестве лазерно-индуцированной генерации и детектирования используется в THz-TDS системах; следовательно, свойства подложки следует исследовать как в инфракрасном, так и в широкополосном ТГц диапазонах в дополнение к свойствам 2D-материалов. Желательны материалы подложки с высокой прозрачностью в ближнем инфракрасном и широком ТГц диапазонах частот. Такие материалы, как силикон, полиэтилен высокой плотности, политетрафторэтилен (тефлон), сополимер циклических олефинов (Topas), полиимид (Kapton), полиэтилентерефталат (PET) и другие [28], как правило, используются в THz-TDS, поскольку они соответствуют требованиям прозрачности. . Однако каждая подложка оказывает уникальное влияние на свойства нанесенного на нее 2D-материала [29]. Влияние подложки и 2D-материала на общие свойства устройства неразрывно связано. Кроме того, особая топография области интерфейса может существенно повлиять на свойства. Поэтому при изучении новых конформаций 2D-материалов в сочетании с различными подложками следует учитывать общий эффект.

В этой работе мы демонстрируем пропускающие свойства уникальных структур на основе графена, интеркалированных FeCl 3 легирующая добавка [30] на подложках из стекла, сапфира и каптоновых полиимидных пленок. Этот материал ранее не исследовался в связи с проблемами, описанными выше в БИК и ТГц (0,1 - 2 ТГц) диапазонах. Мы также показываем свойства тонкого WS 2 пленки, изготовленные из жидкокристаллических (ЖК) растворов, перенесенных на подложки из каптона и ПЭТФ в тех же электромагнитных диапазонах. Работа показывает, что введение легирующих примесей, выбор структурных размеров и использование подходящей подложки для 2D слоистых материалов позволяет контролировать пропускание образцов как для терагерцового, так и для ближнего инфракрасного диапазонов, что затем может быть использовано для создавать эффективные модуляторы и компоненты для будущих систем терагерцовой спектроскопии.

Экспериментальные методы

Изготовление образцов

На рис. 1а показаны структуры различных слоистых образцов, обсуждаемых в этой статье. Образцы на основе графена (однослойный - SLG; многослойный - FLG, 5-6 атомных слоев; и многослойный графен - MLG, 50–60 атомных слоев) были синтезированы на металлических (медных или никелевых) катализаторах с использованием химического пара. система осаждения (CVD) и метан как источник углерода. Затем образцы FLG и MLG интеркалировали (получая образцы, обозначенные i-FLG и i-MLG, соответственно) хлоридом железа (FeCl 3 ) паров в системе CVD с использованием установленного процесса в трехзонной печи [30–32]. Интеркалированные образцы переносили на подложки из стекла, сапфира и каптона толщиной 1 мм, 0,8 мм и 0,125 мм соответственно. Чтобы осуществить перенос, сначала интеркалированный графен был покрыт полиметилметакрилатом (ПММА). Затем металлический катализатор травили с использованием концентрированного раствора хлорида железа, чтобы на ПММА остался только интеркалированный графен. Затем его переносили на требуемый субстрат, и ПММА удаляли растворением в ацетоне. Полученные интеркалированные образцы были подробно охарактеризованы в предыдущих работах [30, 31, 33–42]. В частности, в [41] показана сканирующая электронная микроскопия интеркалированных образцов с высоким разрешением. Дополнительные изображения образцов с помощью сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и атомно-силовой микроскопии (АСМ) показаны в Дополнительном файле 1:Рисунок S1.

Структура образцов и экспериментальная установка. а Представление структуры слоистых образцов 1 - FeCl 3 интеркалированные слои графена, 2 - WS 2 пленка, изготовленная из ЖК фазы; б Лабораторная установка терагерцового спектрометра во временной области. Импульс фс делится светоделителем (БС) на накачивающий и пробный лучи. Луч накачки модулируется оптическим прерывателем (OM), проходит линию задержки и фокусируется на кристалле InAs в магните (M). Тефлоновый фильтр (F1) используется для отсечения инфракрасного луча накачки. Сгенерированные ТГц импульсы фокусируются на образце (S), а затем коллимируются на электрооптическом кристалле (EOC) внеосевым параболическим зеркалом (PM). Поляризация зондирующего луча фиксируется призмой Глана (G). Изменение поляризации регистрируется четвертьволновой пластинкой ( λ / 4), призму Волластона (W) и сбалансированный фотодетектор (BPD). Для обработки сигналов используются синхронный усилитель (LA) и персональный компьютер (ПК)

WS 2 пленки были изготовлены из жидкокристаллических дисперсий дисульфида вольфрама. Пленки из растворов ЖК-фаз демонстрируют более высокую однородность, чем пленки, полученные из дисперсий, не являющихся ЖК [43–45]. Для получения дисперсии ЖК-фазы в герметичном химическом стакане готовили исходный раствор объемом 500 мл. IPA использовался в качестве растворителя, а нерасфасованный WS 2 частицы (Sigma-Aldrich 243639) с размерами в среднем около нескольких микрон в качестве растворенного вещества при концентрации 5 мг / мл -1 . Чтобы разрушить материал, был использован процесс обработки ультразвуком в ультразвуковой ванне (James Products 120 Вт High Power 2790 мл Ultrasonic Cleaner), заполненной деионизированной водой. Для обеспечения достаточного расслаивания образца использовали пять периодов продолжительностью в 30 минут, каждый для предотвращения чрезмерного нагревания растворителя. Затем полученные дисперсии подвергали центрифугированию в течение 10 мин при 2000 об / мин для удаления остаточного сыпучего материала и сужения распределения размеров частиц, присутствующих в растворе. После центрифугирования раствор фракционировали, при этом экстрагировали только супернатант, чтобы гарантировать, что остались только частицы подходящего размера. Полученный раствор затем сушили в вакууме (~ 0,1 атм) на линии Шленка для полного удаления растворителя перед повторным диспергированием в IPA снова при концентрации 1, 5 и 100 мг / мл -1 . . После повторного диспергирования растворы снова обрабатывали ультразвуком (в течение нескольких минут), чтобы предотвратить любые агрегированные отслоившиеся частицы, оставшиеся в растворах. Поскольку концентрация значительно изменяется после этапа центрифугирования, необходимо восстановить концентрацию после этого этапа. Повторное диспергирование позволяет точно знать концентрации растворов, не влияя на свойства диспергированных частиц двумерного материала. Дисперсии дисульфида вольфрама всех концентраций показали разделение фаз, поскольку объемная доля жидкокристаллической фазы была меньше 100%.

Затем этот раствор переносили на подложки из каптона и ПЭТ толщиной 0,125 и 1 мм соответственно. Эти подложки были выбраны из-за их низкого поглощения в терагерцовом диапазоне от 0,1 до 2,0 ТГц. Для переноса на Kapton был использован метод капельного литья с 100 мг / мл -1 дисперсия. Для первого образца (обозначенного WS 2 S), 50 мкм 1 л раствора из фракции, не относящейся к ЖК-фазе с верхней, нижней концентрацией, наносили по каплям непосредственно на каптоновую подложку и давали ему высохнуть. Для второго образца (WS 2 L), 50 мкм Использовали 1 л раствора из фракции ЖК фазы с более низкой, более высокой концентрацией. Образцы капельного литья сушили на горячей плите при температуре 70 circ . C в течение 5 мин. В обоих случаях индивидуальные размеры частиц были измерены с помощью атомно-силовой микроскопии и сканирующей электронной микроскопии, при этом средний размер был определен как 2,5 мкм м 2 сбоку и толщиной 3,9 нм. Разница заключалась в значительно большей общей толщине пленки для образца L по сравнению с образцом S из-за большей концентрации дисульфида вольфрама во фракции жидкокристаллической фазы. Для переноса на ПЭТ использовался тонкопленочный метод переноса. Первые 20 мл жидкокристаллического раствора фильтровали с использованием колбы Бюхнера под вакуумом - под вакуумом - на нанопористую политетрафторэтиленовую мембрану. Затем пленку на мембране переносили на подложку с использованием метода нагрева и IPA. Подложку слегка смачивали IPA при нагревании до 70 круговых C на горячей плите. Мембрану быстро переносили на подложку, и по мере испарения IPA через мембрану тонкая пленка дисульфида вольфрама отделялась от мембраны и, следовательно, переносилась на подложку после удаления мембраны. Были изготовлены два образца - один из 1 мг / мл -1 дисперсия (WS 2 _LC), а другой - из 5 мг / мл -1 дисперсия (WS 2 _HC). Опять же, средний размер отдельных частиц дисульфида вольфрама был определен как 2,5 мкм м 2 сбоку и толщиной 3,9 нм. Общая толщина пленки составила примерно 1 и 10 мкм . м соответственно. На рисунке 3 показаны СЭМ и оптические изображения WS 2 . образцы. В обоих случаях заметна равномерность покрытия. Из анализа SEM можно увидеть, что большинство частиц хорошо выровнены с подложкой, хотя некоторые (обычно более мелкие) частицы ориентированы перпендикулярно подложке. Это общее выравнивание ожидается при нанесении тонких пленок из ЖК-дисперсий [43–46].

Рамановская спектроскопия

Рамановские спектроскопические измерения проводили с использованием рамановского спектрометра (Renishaw) с линейно поляризованным падающим светом с длиной волны 532 нм и приблизительной мощностью 0,1 мВт. Спектры были получены с временем накопления 10 с.

Спектроскопия в видимом и инфракрасном диапазонах

Измерения пропускания интеркалированных образцов графена и пленок дисульфида вольфрама в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах проводились с помощью спектрофотометра исследовательского класса (Evolution-300). Этот спектрометр позволяет измерять коэффициент пропускания в диапазоне 190–1100 нм со стандартным отклонением 10 измерений <0,05 нм и фотометрической точностью 1%.

Терагерцовая спектроскопия

Пропускание в ТГц диапазоне исследовалось с помощью лабораторной системы терагерцовой временной спектроскопии [47, 48], систематизированной на рис. 1б. В этой системе генерация ТГц излучения основана на оптическом выпрямлении фемтосекундных импульсов в кристалле InAs, находящемся в магнитном поле [49]. Излучение фемтосекундного лазера от твердотельного фемтосекундного генератора, легированного Yb (центральная длина волны 1050 нм, длительность 100 фс, энергия импульса 70 нДж, частота следования 70 МГц), разделяется светоделителем (BS) на пучок накачки и зондирующий луч. Луч накачки, модулированный оптическим прерывателем, проходит через линию задержки и фокусируется на кристалле InAs ТГц-генератора, помещенном в магнит (M) с полем 2,4 Тл. Тефлоновый фильтр (F1) используется для отсечения инфракрасного луча накачки. ТГц излучение (расчетная средняя мощность 30 μ W, FWHM ∼1.8 пс) фокусируется при нормальном падении на образец (S). Переданный ТГц импульс коллимируется [100] -ориентированным электрооптическим кристаллом CdTe (EOC) для обнаружения EO внеосевым параболическим зеркалом (PM). Поляризация зондирующего луча фиксируется призмой Глана (G) и составляет 45 circ относительно ТГц поляризации. Зондирующий луч также фокусируется в то же пятно кристалла CdTe. Двулучепреломление в кристалле CdTe, индуцированное электрическим полем ТГц импульса, изменяет поляризацию зондирующего луча. Изменение поляризации измеряется с помощью четвертьволновой пластинки ( λ / 4), призму Волластона (W) и сбалансированный фотодетектор (BPD). Метод синхронного усиления (LA) используется для повышения отношения сигнал / шум. Затем усиленный сигнал передается на компьютер через аналого-цифровой преобразователь.

Измерения THz-TDS проводились несколько раз в разных точках образцов и брались усредненные значения. Размер луча в этой установке составляет около 3 мм. Измеряли интегральное пропускание поверхности образца. Полученные временные зависимости электрического поля (формы волны) ТГц импульса без наличия образцов, при прохождении через подложки и при пропускании через пленки на подложках были использованы для расчета спектров в частотной области ТГц с помощью анализа Фурье. Затем переданные амплитуды сравнивались для разных образцов.

Результаты и обсуждения

Рамановская спектроскопия может использоваться для определения количества слоев, порядка их укладки, ориентации, легирования, деформации и других свойств двумерных материалов [50]. Были сняты спектры комбинационного рассеяния для образцов на основе графена на стекле (рис. 2а) и проведен анализ основных характеристических мод комбинационного рассеяния (дополнительный файл 1:таблица S1). Как видно на рис. 2а для всех видов графена (SLG, FLG, MLG) на стекле, расположение G пик незначительно меняется в диапазоне 1582–1591 см −1 . В то время как 2 D положение пика SLG по сравнению с MLG подвергается значительному изменению на 41 см -1 повышенная передача. В сочетании с позициями G и 2 D пики, соотношение интенсивностей I 2 D / Я G определяется количеством слоев и качеством используемых образцов графена. Дополнительные пики наблюдаются для SLG, FLG и i-FLG на стекле на высоте около 1100 см −1 . Фактически, такое поведение связано с усилением влияния стеклянной подложки на более тонкую прозрачную структуру этих графеновых образцов. Спектры комбинационного рассеяния для образцов на основе графена на различных подложках показаны на рис. 2b и проанализированы (дополнительный файл 1:таблица S2). Типичный графен G и 2 D пики наблюдаются для многослойных образцов на каптоне (1579, 2721 см −1 ) и стекло (1582, 2721 см −1 ) подложки соответственно. Влияние подложки вызывает смещение основных спектральных характеристик в сторону более высоких волновых чисел [51, 52]. Между тем, 2 D пик (2703 см −1 ) и расщепление G пик (1585, 1612, 1625 см −1 ) наблюдались для многослойного интеркалированного графена на сапфире. Дополнительная колебательная мода G пик возникает из-за переноса заряда от FeCl 3 в графен, что приводит к сдвигу вверх G -полос (рис. 2в). Сдвиг G -полос на G 1 =1612 см −1 является подписью листа графена только с одним соседним FeCl 3 слой, сдвиг на G 2 =1625 см −1 характеризует лист графена, зажатый между двумя FeCl 3 слоев, тогда как беспорядочно распределенный FeCl 3 легирующие примеси или поверхностные заряды вызывают G 0 с рамановским сдвигом, который варьируется между G в чистом графене и G 1 [30, 53]. 2 D пик для этих образцов составляет 18 см -1 пониженная передача. Такие изменения вызваны меньшим количеством слоев графена, их структурой и влиянием интеркаланта. Соотношение интенсивностей I 2 D / Я G для образцов оказалось равным 0,8 (MLG на каптоне и стекле) и 1,4 (i-FLG на сапфире). Нет свидетельств наличия пика D для всех проанализированных образцов графена, что свидетельствует о высоком качестве и стабильности sp 2 . -гибридизированное углеродное расположение. Слабый внешний вид D пик для i-FLG на сапфире (рис. 2б) может наблюдаться из-за структурных или краевых дефектов, возникающих после интеркаляции. Таким образом, нет существенного влияния подложки на структурные особенности графена разной природы.

Рамановские спектры исследуемых образцов на основе графена. Рамановские спектры различных образцов графена на стекле a и разные подложки b выполняется с использованием системы лазерного возбуждения с длиной волны 532 нм с объективом микроскопа × 40 и временем интегрирования 10 с для одного сканирования. c показывает разделение G пик на 3 пика в образце i-FLG. Как сообщалось ранее, рамановский сдвиг G в G 0, G 1 и G 2 стержня для листа графена со случайно распределенным FeCl 3 молекулы, одна или две соседние FeCl 3 слои, как показано на схематической кристаллической структуре

Рамановские спектры, фотографии и СЭМ изображения WS 2 исследуемый образец. а Рамановский спектр многослойного WS 2 пленка на кремнии. б Фотография капельной пленки WS 2 на каптоне. c - е СЭМ-изображения пленки WS 2 , полученной методом капельного литья на каптоне при увеличении c × 2000, д × 8000 и е × 40000

На рис. 3а показан спектр комбинационного рассеяния для пленки дисульфида вольфрама, переведенной из ЖК-состояния на подложку кремний на изоляторе. Типичные пики, характерные для кристаллического WS 2 E 2 г и A 1 г можно увидеть в спектре. Используя рамановское отображение для тонких пленок, высокая однородность рамановского сигнала наблюдалась на больших площадях.

Спектры пропускания в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах графена и WS 2 Образцы показаны на рис. 4а и б соответственно. Полученная экспериментальная информация представляет собой интегральный коэффициент пропускания образцов. Потери на рассеяние, вызванные шероховатостью поверхности, отдельно не оцениваются; учитывается только общий вклад образца в проходящее излучение. Интеркаляция графена приводит к увеличению пропускания образца в диапазоне 700–1100 нм. Увеличение можно объяснить блокированием Паули за счет заполнения полосы [54, 55]. Например, на длине волны 1000 нм коэффициент пропускания интеркалированного многослойного графена (i-FLG) на стекле увеличивается на 10%. Этот факт следует учитывать при использовании компонентов на основе интеркалированного графена в THz-TDS системах, где они взаимодействуют как с ТГц, так и с ИК излучением.

Передача образцов в видимом и инфракрасном диапазонах. а Пропускание различного количества графеновых слоев на стеклянных и каптоновых подложках в УФ-БИК диапазоне (SLG, MLG, i-MLG). б Передача WS 2 пленка, изготовленная из растворов ЖК фазы различной концентрации. WS 2 _ЖХ образец был получен из 1 мг / мл -1 решение и WS 2 _HC из 5 мг / мл -1 решение

Изменение размеров структуры, в частности толщины пленки, от 1 до 10 мкм м для WS 2 Тонкие пленки на основе ЖК на полиэтилентерефталате (ПЭТ) вызывают изменение пропускания в диапазоне от 400–1100 нм до 35%. Это ожидается из-за большей общей оптической плотности более толстой пленки, полученной из раствора с более высокой концентрацией.

Спектры пропускания широкополосного ТГц излучения (0,2–1 ТГц) через собственное и FeCl 3 образцы интеркалированного графена на каптоновые подложки представлены на рис. 5а. В этом случае представлены спектры пропускания относительно воздуха. Увеличивая количество слоев, мы можем наблюдать уменьшение пропускания образца для всех исследуемых подложек. Эта зависимость пропускания как функция количества слоев является линейной как для разных частот, так и для разных подложек (рис. 5б), как было показано ранее [37, 56]. Этот результат показывает, что для чистого графена увеличение числа слоев не меняет коэффициент поглощения материала в ТГц диапазоне частот (0,1–1 ТГц). Чтобы найти влияние FeCl 3 при интеркаляции мы наблюдаем пропускание относительно подложки. На рисунке 5c показано пропускание интеркалированного многослойного графена (i-FLG) на стеклянных, сапфировых и каптоновых подложках. Влияние интеркаляции и типа подложки можно увидеть в диапазоне 0,4–0,8 ТГц. Это проявляется в относительном просветлении (в случае полиимида до 30%) и увеличении поглощения (в случае сапфировой подложки до 30%). С большой вероятностью эти изменения связаны с рассеянием на графене FeCl 3 интеркалированная структура. В этом случае подложка влияет на структуру переносимых слоев материала, и в результате ТГц излучение на разных частотах по-разному рассеивается.

Экспериментальное исследование модифицированных образцов графена методом ТГц временной спектроскопии. а Спектры пропускания слоистого графена в различных модификациях (SLG, однослойный графен, FLG многослойный графен, многослойный графен MLG, i-FLG и i-MLG FeCl 3 интеркалированный) на полиимидной подложке каптона. б Зависимость пропускания от количества графенового слоя для частот 0,5 и 0,7 ТГц на каптоновых и стеклянных подложках. c Пропускание слоистого графена относительно разных подложек

WS 2 на каптоновой подложке, показанная для различной толщины пленки, как описано в экспериментальных методах, довольно прозрачна в ТГц диапазоне (рис. 6). Пропускание можно изменять, выбирая подходящую концентрацию раствора ЖК, который затем переносится на подложку, и, следовательно, регулируя толщину пленки, полученной методом капельного литья. Прозрачность в диапазоне ТГц очень полезна для приложений генерации, обнаружения и модуляции для устройств ТГц. Было показано [46], что в видимом диапазоне ЖК-дисперсии дисульфида вольфрама, расслоенные жидкой фазой, в жидкой фазе могут демонстрировать магнитно-настраиваемый дихроизм. Влияние магнитной части электромагнитного поля в ТГц диапазоне более заметно, чем в видимом диапазоне, поэтому можно предсказать, что влияние ТГц магнитного поля в таких материалах может быть объяснено. Можно предположить, что с помощью WS 2 , станет возможным управлять магнитным полем ТГц импульса, как было показано в концепции генераторов ТГц диапазона, управляемых спин-током [57]. Такие образцы также могут быть использованы в качестве магнитонастраиваемых модуляторов в THz-TDS системах.

Передача WS 2 отсчетов в ТГц диапазоне частот. Спектры WS 2 пленки на каптоновых подложках, полученные из фракции, не содержащей ЖК, с низкой концентрацией (WS 2 S) и из фазы ЖХ, фракция с высокой концентрацией (WS 2 L)

Выводы

Таким образом, продемонстрированы пропускающие свойства 2D слоистых материалов на основе графена и дисульфида вольфрама в ближнем инфракрасном и терагерцовом диапазонах. Уникальные структуры на основе графена, интеркалированные FeCl 3 легирующая добавка на стеклянные, сапфировые и полиимидные подложки из каптона, а также на тонкий WS 2 пленки, изготовленные из жидкокристаллических растворов, перенесенных на подложки из каптона и ПЭТФ. Введение примесей, интеркаляция, выбор структурных размеров и использование соответствующей подложки для модифицированных 2D слоистых материалов позволяют контролировать пропускание образцов как для терагерцового, так и для инфракрасного диапазонов, что может быть использовано для создания эффективных модуляторов. и компоненты для систем ТГц спектроскопии. Эта работа представляет собой прикладные результаты для будущих исследований, которые будут сосредоточены на новых устройствах для систем терагерцовой спектроскопии во временной области.

Доступность данных и материалов

Наборы данных, использованные и проанализированные в ходе текущего исследования, доступны у соответствующего автора по разумному запросу.

Сокращения

AFM:

Атомно-силовая микроскопия

CVD:

Химическое осаждение из паровой фазы

EO:

Электрооптические

FLG:

Многослойный графен

i-FLG:

Интеркалированный многослойный графен

i-MLG:

Интеркалированный многослойный графен

i-SLG:

Интеркалированный однослойный графен

IPA:

Изопропанол

LC:

Жидкий кристалл

MLG:

Многослойный графен

ПЭТ:

Полиэтилентерефталат

PMMA:

Полиметилметакрилат

SEM:

Сканирующая электронная микроскопия

SLG:

Однослойный графен

THz-TDS:

Терагерцовая спектроскопия во временной области


Наноматериалы

  1. Свойства и применение медно-вольфрамового сплава
  2. Свойства и применение тантала
  3. Elix и Polyscope сотрудничают в создании специальных материалов для автомобильных интерьеров
  4. Достижения и проблемы флуоресцентных наноматериалов для синтеза и биомедицинских приложений
  5. Графен и полимерные композиты для суперконденсаторов:обзор
  6. СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КАТОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ LiNi0.5Mn1.5O4 с легированием композитов Cr3 + и F− для литий-…
  7. Инфракрасные свойства и модуляция терагерцовой волны гетеропереходов графен / MnZn-феррит / p-Si
  8. Изготовление тонких пленок SrGe2 на подложках Ge (100), (110) и (111)
  9. Оценка структур графен / WO3 и графен / CeO x как электродов для применения в суперконденсаторах
  10. Свойства стальных материалов и инструментов, используемых для пуансонов