由连续介质中光学束缚态与激子共振的强光-物质相互作用产生的激子-极性子可以继承超长的辐射寿命和显著的非线性,但它们在室温下的二维半导体中的实现仍然具有挑战性。在这里,意大利纳米技术研究所Dario Ballarini、Daniele Sanvitto报道了连续介质中束缚态单层WS2的强增强光物质耦合。
本文要点:
1) 作者通过将单层二硫化钨激子耦合到一维光子晶体连续体中的拓扑保护束缚态,并通过布洛赫表面波约束优化单层位置的电场强度,在室温下实现了强光-物质相互作用增强和大激子-极化子非线性。
2) 通过结构优化方法,在完全开放的架构中,与活性材料的耦合最大化,从而实现100 meV光子带隙,在局部能量最小和Rabi分裂为70 meV的连续体中具有束缚态,这导致了非常高的协作性。该体系结构为一类基于拓扑保护和连续体中高度相互作用的束缚态极化激元器件铺平了道路。
Eugenio Maggiolini et.al Strongly enhanced light–matter coupling of monolayer WS2 from a bound state in the continuum Nature Materials 2023
DOI: 10.1038/s41563-023-01562-9
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01562-9