[实用新型]一种具有电场可调极化率的二维旋光器件

说明书

本实用新型公开一种具有电场可调极化率的二维旋光器件，包括基片、层叠设置在基片上表面的第一透明电极、第一BN二维材料、掺杂铁磁金属的III‑VI族硫属化物二维材料、第二BN二维材料、第二透明电极；该器件在激光入射下可产生旋光现象，且旋光极化率可通过垂直电场调控；所述垂直电场是通过第一透明电极和第二透明电极向第一BN二维材料、掺杂铁磁金属的III‑VI族硫属化物二维材料、第二BN二维材料所组成的三明治结构施加一个范围为‑1V/Å~1V/Å的垂直方向电压，该垂直方向电压可调节掺杂铁磁金属的III‑VI族硫属化物二维材料的磁结构在铁磁耦合与反铁磁耦合之间转变。

技术领域

本实用新型涉及一种旋光器件，尤其是一种具有电场可调极化率的二维旋光器件。

背景技术

单色线偏振光沿着光轴方向受到某种作用导致其振动面发生转动的现象称为旋光现象。如今旋光技术具有广阔的应用前景，如电光、磁光、液晶、光通讯、光传感、光开关、光调制、光存储、外差探测、薄膜参数测量、物质结构探测、生物细胞荧光测量、图像识别、乃至最新的生物芯片探测，旋光的应用无处不在。目前用以产生旋光的器件主要包括以下几种：(1)基于旋光物质的旋光器件，比如糖溶液、松节油液体，还包括石英、朱砂等固体，不利于集成； (2)利用磁致旋光效应的旋光器件，然而受制于现有磁光材料本身应用性能的不理想，如温度稳定性和磁滞效应等，以及成本较高等问题，也制约了其进一步广泛应用；(3)基于液晶各向异性产生的旋光效应，制成的各种显示器件、光调制器、光路转换开关等。然而上述几种旋光器件基本是利用透射方式来进行线偏振光偏振面取向转动的控制，与目前基于全反射的光纤、光波导等光学器件之间仍存在的集成与兼容性的问题。

实用新型内容

本实用新型鉴于可调极化率旋光器件的设计需求，提出一种基于掺杂铁磁金属的III-VI族硫属化物二维材料的具有电场可调极化率的二维旋光器件；该器件采用全电学调控的方式，可解决旋光器件集成与兼容性问题。

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种具有电场可调极化率的二维旋光器件，包括基片、层叠设置在基片上表面的第一透明电极、第一BN二维材料、掺杂铁磁金属的III-VI族硫属化物二维材料、第二BN二维材料、第二透明电极；该器件在激光入射下可产生旋光现象，且旋光极化率可通过垂直电场调控；

所述垂直电场是通过第一透明电极和第二透明电极向第一BN二维材料、掺杂铁磁金属的III-VI族硫属化物二维材料、第二BN二维材料所组成的三明治结构施加一个范围为-1V/Å~ 1V/Å的垂直方向电压，该垂直方向电压可调节掺杂铁磁金属的III-VI族硫属化物二维材料的磁结构在铁磁耦合与反铁磁耦合之间转变。

在一较佳实施例中：所述基片采用Si片、SiO₂/Si片、云母片、石英片、蓝宝石中的一种。

在一较佳实施例中：所述第一透明电极和第二透明电极的电极材料由石墨烯、ITO、AZO中的一种或多种材料构成。

在一较佳实施例中：所述第一BN二维材料和第二BN二维材料的厚度为0～10 nm。

在一较佳实施例中：所述掺杂铁磁金属的III-VI族硫属化物二维材料的厚度d满足范围0<d<100nm。

在一较佳实施例中：所述III-VI族硫属化物二维材料化学式为MX，其中M＝Ga、In，X＝S、Se。

在一较佳实施例中：所述掺杂铁磁金属的III-VI族硫属化物二维材料中铁磁金属是掺杂在III-VI族硫属化物二维材料的晶格替位或间隙位。

在一较佳实施例中：所述掺杂铁磁金属的III-VI族硫属化物二维材料中铁磁金属元素为Fe、Co、Ni中的一种或几种或其合金，掺杂浓度为0～10％。