通过位置与偏振依赖的真空场干涉定制二维激子的辐射衰变动力学
介观与纳米尺度物理
2022-08-10 v1 光学
摘要
二维空间中的激子具有玻色性与电相互作用特征，过渡金属硫族化物（TMDCs）中的激子已引起相当关注。强关联效应、长程输运以及谷依赖光电性质的实现与应用，需要定制激子衰变动力学。应变、缺陷与静电掺杂可有效控制衰变动力学，但会显著扰动 TMDCs 的本征性质，如电子能带结构与激子束缚能。同时，真空场调控为设计辐射衰变动力学提供了光学替代方案。平面镜与腔体已被用于管理二维激子的光-物质相互作用。然而，传统的平面平台无法在水平 TMDC 平面内定制辐射衰变分布，也无法独立控制不同泵浦与发射频率下的真空场干涉。在此，我们提出一种具有更高光学自由度的超镜来解决这些问题。对于单层 MoSe2 的中性激子，超镜根据其几何形状将辐射衰变率调控了两个数量级。此外，我们通过实验确定了发射强度与谱线宽度的关联。各向异性超镜展示了偏振依赖的辐射衰变控制。我们期望该超镜平台在先进光-激子应用中，有望定制 TMDC 激子的寿命、密度与扩散的二维分布。
引用
@article{arxiv.2208.04671,
title = {Customising radiative decay dynamics of two-dimensional excitons via position- and polarisation-dependent vacuum-field interference},
author = {Sanghyeok Park and Dongha Kim and Yun-Seok Choi and Arthur Baucour and Donghyeong Kim and Sangho Yoon and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Jonghwa Shin and Jonghwan Kim and Min-Kyo Seo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.04671},
year = {2022}
}