单层 WS2 范德瓦耳斯异质结构腔中的近完全光吸收
光学
2020-05-14 v6 介观与纳米尺度物理
摘要
单层过渡金属二硫属化物(TMDs)中的激子主导其光学响应，并表现出具有寿命极限发射的强光-物质相互作用。尽管已应用多种方法来增强 TMDs 中的光-激子相互作用，但所实现的强度远低于完全吸收，且尚未提供其潜在物理机制与基本极限的完整图景。在此，我们引入一种基于 TMD 的范德瓦耳斯异质结构腔，其提供近完全的激子吸收，并在超低激发功率下观察到激子复合体的发射。我们的结果与为描述光-激子-腔相互作用而引入的量子理论框架完全吻合。我们发现辐射、非辐射和退相干衰减速率之间的微妙相互作用起着关键作用，并揭示了二维系统中激子的普适吸收定律。这种增强的光-激子相互作用为研究激子相变和量子非线性提供了平台，并为基于二维半导体的光电子器件带来了新的可能性。
引用
@article{arxiv.1908.07598,
title = {Near-unity light absorption in a monolayer WS2 van der Waals heterostructure cavity},
author = {Itai Epstein and Bernat Terrés and André J. Chaves and Varun-Varma Pusapati and Daniel A. Rhodes and Bettina Frank and Valentin Zimmermann and Ying Qin and Kenji Watanabe and Takashi Taniguchi and Harald Giessen and Sefaattin Tongay and James C. Hone and Nuno M. R. Peres and Frank Koppens},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.07598},
year = {2020}
}