面向原子级薄材料中激子的逆向设计纳米光子接口
光学
2023-08-29 v1
摘要
高效纳米光子器件对于量子网络、光信息处理、传感及非线性光学等应用至关重要。大量研究工作聚焦于将二维（2D）材料集成到光子结构中，但这种集成常受限于尺寸与材料质量。在此，我们使用六方氮化硼（hBN）——一种用于封装原子级薄材料的标准选择——作为波导层，同时改善所嵌入薄膜的光学质量。当与光子逆向设计结合时，它成为一个完整的纳米光子平台，用于与具有光学活性的 2D 材料接口。光栅耦合器与低损耗波导提供光学接口与路由，可调谐腔通过 Purcell 增强为过渡金属硫族化物（TMD）单层提供大激子-光子耦合，超表面实现对 TMD 暗激子的高效探测。该工作为面向经典与量子非线性光学的先进 2D 材料纳米光子结构铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2308.13705,
title = {An inverse-designed nanophotonic interface for excitons in atomically thin materials},
author = {Ryan J. Gelly and Alexander D. White and Giovanni Scuri and Xing Liao and Geun Ho Ahn and Bingchen Deng and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Jelena Vučković and Hongkun Park},
journal= {arXiv preprint arXiv:2308.13705},
year = {2023}
}