در طول دهه گذشته مواد دو بعدی مانند گرافن و دی کالکوژن های فلزات واسطه، به دلیل خواص الکتریکی و نوری قابل توجهی که دارند، توجه گسترده ای را در نانو فوتونیک و اپتو الکترونیک به خود جذب کرده‌اند. برخلاف گرافن با گاف انرژی صفر، دی کالکوژن های فلزات واسطه، مانند دی سلناید تنگستن که در حالت حجیم دارای گاف انرژی خیلی بزرگ و غیرمستقیم هستند، با کاهش ضخامت آن‌ها به تک لایه، گاف های نواری مستقیم در ناحیه ی مرئی و مادون قرمز نزدیک دارند. با این‌حال به دلیل ضخامت اتمی ذاتی، این مواد با چالش شدیدی برای بر هم‌کنش بین نور و ماده مواجه می شوند که منجر به جذب و گسیل نور ضعیف می شود. برای مثال تک لایه های دی سلناید تنگستن با ضخامت 649/0 نانومتر که دارای گاف انرژی 64/1 الکترون ولت است، کم‌تر از 10% نور فرودی را جذب می کنند. بنابراین افزایش میزان جذب نور در تک لایه های دی سلناید تنگستن و سایر دی کالکوژن های فلزات واسطه به مسئله مهمی برای کاربردهای عملی در دستگاه های الکترونیکی و فوتونیکی تبدیل می گردد. یک ‌راه حل برای رفع این مشکل می تواند ترکیب این تک لایه ها با ساختارهای پلاسمون سطحی باشد. در این مقاله به دنبال این هستیم که با طراحی یک سلول واحد نسبتاً ساده، میزان جذب نور در ناحیه مرئی و مادون قرمز نزدیک را به حالت پهن باند ارتقا دهیم. میانگین جذب جاذب پیشنهادی در بازه طول موجی 600 تا 850 نانومتر تقریبا برابر 93 درصد به دست می آید. لازم به ذکر است که شبیه‌سازی‌های موجود در این مقاله به‌وسیله نرم‌افزار لومریکال که بر مبنای گسسته سازی معادلات ماکسول در حوزه زمان و مکان به کمک روش تفاضل محدود در حوزه زمان می باشد، انجام‌شده است.

کلمات کلیدی