半导体性碳纳米管中复折射率的巨大栅极可调性
光学
2020-09-25 v1 应用物理
摘要
材料中电可调的光学特性对于从显示到激光与光通信的诸多应用而言是令人期待的。在大多数二维薄膜及其他量子受限材料中，这些常数已被精确测量。然而，由于大面积上电子纯度和空间均匀性的缺乏，单壁纳米管（SWCNT）的光学常数随静电调控的变化尚待测量。在此，我们利用光谱椭偏仪测量了超薄高纯度（>99%）半导体性单壁碳纳米管（s-SWCNT）薄膜的基本光学常数。我们提取了 s-SWCNT 薄膜的栅极可调复折射率，并观察到在近红外（IR）区（1.3–1.55 {\mu}m）由外加电场诱导的实折射率（约 11.2% 或绝对值 >0.2）与消光系数（约 11.6%）的巨大调制，显著高于该波长范围内所有现有的电光半导体。我们进一步通过结合 s-SWCNT 与单层 MoS2 异质结构设计了多层红外反射相位调制堆叠，可在 1600 nm 波长、总堆叠厚度 < 200 nm 下实现 >45{\deg} 的反射相位调制。我们的结果凸显了 s-SWCNT 作为电信应用中红外光子学与电光学的 promising 材料体系。
引用
@article{arxiv.2009.11449,
title = {Giant gate-tunability of complex refractive index in semiconducting carbon nanotubes},
author = {Baokun Song and Fang Liu and Haonan Wang and Jinshui Miao and Yueli Chen and Pawan Kumar and Huiqin Zhang and Xiwen Liu and Honggang Gu and Eric A. Stach and Xuelei Liang and Shiyuan Liu and Zahra Fakhraai and Deep Jariwala},
journal= {arXiv preprint arXiv:2009.11449},
year = {2020}
}