室温摩尔纹层间激子激光器
光学
2025-04-04 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
范德瓦耳斯异质结构中的摩尔纹超晶格提供了高度可调的量子系统，具有超导性、拓扑边缘态和摩尔纹束缚激子等涌现的电子与激子特性。理论计算预测了在高温下摩尔纹势的存在；然而，其对室温下层间激子（IXs）光学性质的影响尚属空白，且摩尔纹效应对激光应用的好处仍未得到探索。我们报道，在二硫化钼/二硒化钨（MoS2/WSe2）异双层系统中，摩尔纹势能够显著增强光发射、延长 IX 寿命，并在室温下调制 IX 发射能量。通过将摩尔纹超晶格与硅拓扑纳米腔集成，得益于显著的摩尔纹调制，我们在具有技术重要性的电信 O 波段实现了超低阈值激光。此外，高质量拓扑纳米腔促成了所有已报道的二维材料基激光系统中最高的光谱相干性，即 < 0.1 nm 线宽。我们的发现不仅为研究高温下的关联态开辟了新途径，而且实现了用于集成片上光子学与光电子学的新型架构。
引用
@article{arxiv.2302.01266,
title = {A room-temperature moir\'e interlayer exciton laser},
author = {Qiaoling Lin and Hanlin Fang and Yuanda Liu and Yi Zhang and Moritz Fischer and Juntao Li and Joakim Hagel and Samuel Brem and Ermin Malic and Nicolas Stenger and Zhipei Sun and Martijn Wubs and Sanshui Xiao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.01266},
year = {2025}
}