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,但它们在二维半导体中的实现在室温下仍然具有挑战性。鉴于此,来自CNR纳米技术研究所的Dario Ballarini等人在室温下实现了强的光-物质相互作用增强和大的激子-极化子非线性。
文章要点:
1) 该研究主要是通过将单层二硫化钨激子耦合到一维光子晶体模制的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,来实现光-物质相互作用和激子-极化子非线性的增强;
2) 此外,研究通过结构化优化方法,在完全开放的架构中,与活性材料的耦合最大化,实现了100 meV的光子带隙,在局部能量最小和Rabi分裂为70 meV的连续体中具有束缚态,从而导致了非常高的协作性,该研究的这一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的极化激元器件奠定了良好基础。
参考资料:
Maggiolini, E., Polimeno, L., Todisco, F. et al. Strongly enhanced light–matter coupling of monolayer WS2 from a bound state in the continuum. Nat. Mater. (2023).
10.1038/s41563-023-01562-9
https://doi.org/10.1038/s41563-023-01562-9