利用过渡金属硫族化物中自旋-谷态的手性光-物质相互作用
光学
2019-07-19 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
手性光-物质相互作用可使偏振控制光子器件中的光发射方向。大多数手性光-物质相互作用的实现需要外磁场来打破发射体的时间反演对称性。消除此要求的一种方法是利用过渡金属硫族化物中存在的强自旋轨道耦合，其表现出谷依赖的偏振发射。此前利用等离激元波导报道了此类相互作用，但这些结构因损耗而传播长度短。手性介电结构表现出低得多的损耗水平，因此可解决该问题。我们展示了利用耦合到介电波导的过渡金属硫族化物单层的自旋-谷态实现手性光-物质相互作用。我们使用具有手性模式且高场强的光子晶体滑移面波导，耦合到单层 WSe2。我们表明该单层的圆偏振发射优先耦合到波导的一个方向，方向性高达 0.35，受限于裸单层发射的偏振纯度。该系统实现了片上光的方向控制，并可在可扩展光子平台中提供控制自旋与谷自由度的新途径。
引用
@article{arxiv.1904.12349,
title = {Chiral light-matter interactions using spin-valley states in transition metal dichalcogenides},
author = {Zhili Yang and Shahriar Aghaeimeibodi and Edo Waks},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.12349},
year = {2019}
}