通过光学干涉实现二维材料上单分子层的定向光发射
介观与纳米尺度物理
2025-05-12 v1 材料科学
摘要
二维材料为探索新兴电子和激子态、强光-物质耦合以及新型光电器件概念等现象提供了丰富的平台。单分子层的光学响应与其生长或沉积的衬底（通常本身也是一种二维材料）纠缠在一起。因此，理解如何通过衬底调控二维单分子层的性质至关重要。在此，我们采用角分辨反射和光致发光光谱技术，对六方氮化硼（hBN）上的高度有序分子单层进行了系统研究，以探究其角度依赖的光学响应随 hBN 薄片厚度的变化关系。我们观察到，光的反射和发射以强烈的定向方式发生，并且光反射和发射的方向由 hBN 薄片的厚度决定。传输矩阵模拟再现了实验数据，并表明 hBN 中的光学干涉效应是产生角度依赖光学特性的根源。虽然我们的研究集中在 hBN 上的分子单层，但我们的发现具有普遍性，适用于任何放置在衬底上的二维材料。我们的发现表明，需要根据给定的实验几何结构仔细选择衬底参数，但也突显了在照明技术等应用中的机遇，即可以通过衬底厚度来控制光发射的方向。
引用
@article{arxiv.2505.05865,
title = {Directed light emission from monolayers on 2D materials via optical interferences},
author = {Pavel Trofimov and Sabrina Juergensen and Adrián Dewambrechies Fernández and Kirill Bolotin and Stephanie Reich and Hélène Seiler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.05865},
year = {2025}
}