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Enhanced optical absorption in conformally grown MoS2 layers on SiO2/Si substrates with SiO2 nanopillars with a height of 50 nm
Nanoscale Advances ( IF 4.6 ) Pub Date : 2020-12-21 , DOI: 10.1039/d0na00905a Hyeji Choi 1 , Eunah Kim 1 , Soyeong Kwon 1 , Jayeong Kim 1 , Anh Duc Nguyen 2 , Seong-Yeon Lee 3 , Eunji Ko 1 , Suyeun Baek 1 , Hyeong-Ho Park 4 , Yun Chang Park 5 , Ki-Ju Yee 3 , Seokhyun Yoon 1 , Yong Soo Kim 2 , Dong-Wook Kim 1
Nanoscale Advances ( IF 4.6 ) Pub Date : 2020-12-21 , DOI: 10.1039/d0na00905a Hyeji Choi 1 , Eunah Kim 1 , Soyeong Kwon 1 , Jayeong Kim 1 , Anh Duc Nguyen 2 , Seong-Yeon Lee 3 , Eunji Ko 1 , Suyeun Baek 1 , Hyeong-Ho Park 4 , Yun Chang Park 5 , Ki-Ju Yee 3 , Seokhyun Yoon 1 , Yong Soo Kim 2 , Dong-Wook Kim 1
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The integration of transition metal dichalcogenide (TMDC) layers on nanostructures has attracted growing attention as a means to improve the physical properties of the ultrathin TMDC materials. In this work, the influence of SiO2 nanopillars (NPs) with a height of 50 nm on the optical characteristics of MoS2 layers is investigated. Using a metal organic chemical vapor deposition technique, a few layers of MoS2 were conformally grown on the NP-patterned SiO2/Si substrates without notable strain. The photoluminescence and Raman intensities of the MoS2 layers on the SiO2 NPs were larger than those observed from a flat SiO2 surface. For 100 nm-SiO2/Si wafers, the 50 nm-NP patterning enabled improved absorption in the MoS2 layers over the whole visible wavelength range. Optical simulations showed that a strong electric-field could be formed at the NP surface, which led to the enhanced absorption in the MoS2 layers. These results suggest a versatile strategy to realize high-efficiency TMDC-based optoelectronic devices.
中文翻译：
使用高度为 50 nm 的 SiO2 纳米柱在 SiO2/Si 衬底上的共形生长的 MoS2 层中增强光学吸收
过渡金属二硫化物 (TMDC) 层在纳米结构上的集成作为改善超薄 TMDC 材料物理性能的一种手段引起了越来越多的关注。在这项工作中，研究了高度为 50 nm的 SiO 2纳米柱 (NPs) 对 MoS 2层光学特性的影响。使用金属有机化学气相沉积技术，几层 MoS 2共形生长在 NP 图案的 SiO 2 /Si 衬底上，没有明显的应变。SiO 2 NPs 上MoS 2层的光致发光和拉曼强度大于从平坦SiO 2表面观察到的。对于 100 nm-SiO 2/Si 晶片，50 nm-NP 图案化使 MoS 2层在整个可见光波长范围内的吸收得到改善。光学模拟表明，在纳米粒子表面可以形成一个强电场，这导致MoS 2层的吸收增强。这些结果提出了一种实现高效基于 TMDC 的光电器件的通用策略。
更新日期：2021-01-05
中文翻译：
使用高度为 50 nm 的 SiO2 纳米柱在 SiO2/Si 衬底上的共形生长的 MoS2 层中增强光学吸收
过渡金属二硫化物 (TMDC) 层在纳米结构上的集成作为改善超薄 TMDC 材料物理性能的一种手段引起了越来越多的关注。在这项工作中，研究了高度为 50 nm的 SiO 2纳米柱 (NPs) 对 MoS 2层光学特性的影响。使用金属有机化学气相沉积技术，几层 MoS 2共形生长在 NP 图案的 SiO 2 /Si 衬底上，没有明显的应变。SiO 2 NPs 上MoS 2层的光致发光和拉曼强度大于从平坦SiO 2表面观察到的。对于 100 nm-SiO 2/Si 晶片，50 nm-NP 图案化使 MoS 2层在整个可见光波长范围内的吸收得到改善。光学模拟表明，在纳米粒子表面可以形成一个强电场，这导致MoS 2层的吸收增强。这些结果提出了一种实现高效基于 TMDC 的光电器件的通用策略。
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