Videnskab
 science >> Videnskab >  >> Fysik

Routing af dal exciton-emission af et monolag via in-plane inversion-symmetri brudte PhC-plader

en, PhC plader med C4 symmetri og uden in-plane inversion symmetri. Ved at bryde in-planets inversionssymmetri, polarisationstilstandene for PhC kan dække hele Poincaré-sfærens to poler. b, Illustration af fotoluminescens af WS2 monolag på PhC pladen uden in-plane inversion symmetri. Kredit:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, og Jian Zi

Dalene af todimensionelle overgangsmetal-dichalcogenider (TMDC'er) tilbyder en ny grad af frihed til informationsbehandling og har tiltrukket sig enorm interesse for deres mulige anvendelser i valleytronics. At udvikle valleytronics-enheder baseret på TMDC'er, effektive tilgange til adskille dale i det nære eller fjerne felt er uundværlige. I nyere forskning, slags nanostrukturer foreslås til at adskille dale, og der er gjort store fremskridt.

I et nyt blad udgivet i Lysvidenskab og applikationer , et hold af videnskabsmænd, ledet af professor Jian Zi, Professor Lei Shi fra Fudan University og professor Tian Jiang fra National University of Defence Technology, og kolleger demonstrerer, at todimensionelle al-dielektriske PhC plader uden in-plane inversion symmetri kan bruges til effektivt at adskille dal exciton emission af en WS 2 monolag i det fjerne felt ved stuetemperatur.

Baseret på cirkulært polariserede delokaliserede Bloch-tilstande, dalens exciton-emission dirigeres med høj retningsbestemthed og høj grad af dalpolarisering. De delokaliserede Bloch-tilstande spiller ikke kun en afgørende rolle i at adskille og forbedre retningsbestemt dal-exciton-emission, men også føre til rumlige sammenhængsegenskaber for emissionsfeltet, som blev forsømt i tidligere undersøgelser. Denne egenskab ved PhC-pladen udvider kohærenskontrollen på PL af WS 2 monolag fra tidsmæssig sammenhæng til rumlig sammenhæng.

På grund af den stærke evne til at manipulere lys, PhC'er er blevet bredt anvendt i forskellige undersøgelser, såsom PhC-lasere og spontan emissionskontrol af TMDC'er. Imidlertid, til dato, der er ingen rapporter om effektiv daladskillelse i TMDC'er ved brug af PhC'er. Forskerne introducerer deres metode:

a-f, Vinkelopløste PL-spektre af WS2 monolag på tre forskellige substrater med σ+ (σ-) detektion langs Γ-X retning. a og b svarer til WS2 monolag på et fladt substrat. c og d svarer til WS2 monolag på PhC pladen med in-plane inversion symmetri. e og f svarer til WS2 monolag på PhC pladen uden in-plane inversion symmetri. g-h, Adskillelse af σ+ (rød) og σ- (blå) polariseret lys ved 615 nm (punktlinje) og 628 nm (optrukken linje) i e-f. Kredit:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, og Jian Zi

"For de strålingstilstande af PhC plader, deres polarisationstilstande i det fjerne felt er strengt definerede. Imidlertid, på grund af høj rotationssymmetri, polarisationsfeltet er næsten lineært i de fleste PhC plader. I vores seneste forskning, vi rapporterede, at ved at bryde in-plane inversionssymmetri af PhC plader, cirkulært polariserede tilstande ville opstå i fotoniske bånd. Dette lægger grundlaget for, at vi kan kontrollere emission af exciton i dalen via PhC-plader."

"Især, PhC'ernes Bloch-modes er delokaliseret, hvilket ville føre til sammenhængsegenskaberne for TMDC'ers emissionsfelt. Vi udførte Youngs dobbeltspalte-eksperiment for direkte at observere interferenskanterne."

"Vores metode kunne udvides til at manipulere dalexcitonemission af andre TMDC's monolag. Disse PhC-pladers evne til at transportere dalinformation fra det nære felt til det fjerne felt ville hjælpe med at udvikle fotoniske enheder baseret på daltronik, " tilføjede de.