单层激子激光器
材料科学
2015-03-23 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
近年来，二维 (2D) 材料为基础物理探索和器件应用开启了新范式。与无带隙的石墨烯不同，单层过渡金属硫族化合物 (TMDC) 为下一代超紧凑电子和光电器件提供了新的光学功能。当 TMDC 晶体减薄至单层时，会发生间接带隙到直接带隙的转变，使其成为一种优异的二维半导体。人们观测到了独特的电子谷自由度、强光物质相互作用以及激子效应。已有报道指出，将 TMDC 单层集成到光子晶体和分布式布拉格反射镜微腔中可增强自发辐射。然而，由于原子膜的材料增益体积有限且缺乏光学模式限制，尚未实现来自二维单层 TMDC 的相干光发射。在此，我们报告了通过将单层二硫化钨 (WS2) 嵌入微盘谐振器中，首次实现了二维激子激光器。利用具有高品质因子和光学限制能力的回音壁模式 (WGM) 谐振器，我们在可见光波段观测到了明亮的激子激光发射。Si3N4/WS2/HSQ 三明治结构提供了强大的反馈以及与单层增益的模式重叠。这一二维激子激光器的演示标志着面向高性能光通信和计算应用的片上二维光电子学迈出了重要一步。
引用
@article{arxiv.1503.06141,
title = {Monolayer Excitonic Laser},
author = {Yu Ye and Zi Jing Wong and Xiufang Lu and Hanyu Zhu and Xianhui Chen and Yuan Wang and Xiang Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1503.06141},
year = {2015}
}
备注
15 pages, 4 figures