实现了WSe₂的多功能光控制
发布时间：2024-02-09 03:00:05 阅读数： 20
对比WSe2中各种激子的激子-光子耦合。学分:光:科学与应用(2023)。DOI: 10.1038/s41377-023-01338-5研究人员已经成功地在混合单层WSe2-Ag纳米线结构中操纵了不同的激子种类。通过利用tmd独特的谷自旋锁定能带结构和电子空穴构型，由物理与技术学院徐红星教授、刘晓泽教授和王提博士领导的研究小组在光学信息处理和量子光学的实际光子应用方面迈出了重要的一步。
这项研究发表在《光:科学与应用》杂志上，展示了银纳米线(NWs)的激子和表面等离子激元极化子(SPPs)之间的对比相互作用，揭示了由于跃迁偶极子的取向而产生的独立耦合行为。研究结果表明，暗激子和暗三角子与spp具有极高的耦合效率，而亮三角子则具有定向手性耦合特征，为精确控制光发射开辟了新的可能性。
样品结构包括在SiO2/Si衬底上的两层薄六方氮化硼(hBN)薄膜之间封装的Ag NW和单层WSe2。通过细致的光致发光光谱和数值模拟，研究小组观察到暗激子和暗三角子比平面内取向偶极子更有效地耦合。该团队演示了通过扩散长度和谷极化来控制激子发射的方法。这些发现不仅加深了我们对WSe2中多体相互作用和量子现象的理解，而且为操纵激子的全光谱剖面铺平了道路。
这项研究对光子学和量子技术领域的影响是巨大的。通过如此精确地操纵激子，比现有技术更快、更高效、容量更高的光学信息处理新设备将成为现实。此外，该研究对激子手性耦合的见解可能导致新型量子光学应用的发展，包括量子计算和安全通信系统。
研究人员认为，这项研究代表了在按需完全操纵不同激子物种的探索中迈出的重要一步，使我们更接近利用TMD激子的全面光谱用于先进的光学和量子应用，标志着材料科学和光子学研究的一个令人兴奋的飞跃。
