单层 WSe2/间隙等离激元纳米腔中高度可调的室温plexciton

量子光子技术的发展依赖于精确控制光学活性态自由度的能力。在此，我们通过在二维半导体单层中实现实时、室温可调的强等离激元-激子耦合，其所采用的通用方法结合了应变工程以及力与电压可调的等离激元纳米腔。我们表明，通过用等离激元纳米探针施加压力，激子能量与纳米腔等离激元共振可协同受控切换，从而实现失谐与耦合强度的原位控制，观测到的 Rabi 分裂 >100 meV。借助关联力谱、纳米光致发光（nano-PL）与纳米拉曼测量，并辅以电磁仿真，我们辨识出不同的极化激元带与暗极化激元态，并绘制其随纳米间隙与应变调控的演化。独特的是，该系统可在不改变失谐的前提下于一定腔参数范围内操控耦合强度。此外，我们证实该可调强耦合在多次按压循环及多个纳米气泡上的重复实验中均具有稳健性。最后，我们表明纳米间隙尺寸可通过基底与等离激元针尖间施加的直流电压直接调制，凸显了该概念作为 plexciton 纳米机电系统（NEMS）的固有本质。我们的工作展示了精确控制与裁剪局域于单层（1L）过渡金属硫族化物（TMDs）中的 plexciton 态的潜力，为从量子信息处理到光化学的片上基于极化激元的纳米光子应用铺平了道路。