用于二维材料无创定量成像的数字全息术

摘要： 数字全息技术因其能够测量复杂场，在从医学到计量的众多领域得到应用。本文利用数字全息技术的强大功能，对放置在SiO?/Si衬底上的二维过渡金属硫化物（如MoS?和WS?）进行定量成像，并测定其复折射率或层厚度。通过考虑TMDs从块体减薄至单层时不同的折射率，并通过全息术捕获反射光的振幅和相位，可以分辨出约0.7纳米厚的单原子层TMDs。利用全息术，我们还预测了厚TMD薄片中所含层数，该结果与原子力显微镜（AFM）的测量结果一致。通过Bland-Altman分析将我们的实验结果与标准AFM测量值进行比较，对于厚度在15至60纳米范围内的样品，其一致性限值<5纳米。我们的技术具有非接触、无损伤、无需扫描的特点，单次捕获即可获得几百微米见方的视场。为深入研究，我们还通过模拟演示了SiO?层厚度和激光波长对优化二维材料振幅和相位响应的关键作用。这些模拟可作为确定理想波长和SiO?层厚度的路线图，从而准确测定任意给定样品的折射率或厚度。