原子薄半导体中高谷相干激子极化子的光学谷霍尔效应
介观与纳米尺度物理
2019-12-20 v1 量子气体
摘要
自旋轨道耦合是将电荷载流子的自旋与其动量联系起来的基本机制。类似地，在光学领域，可通过在光子材料中设计光学各向异性来获得合成自旋轨道耦合。二者皆提供了直接利用自旋与偏振作为信息载体的器件可能性。过渡金属二硫族化合物的原子薄层提供了一种新材料平台，其有望对自由载流子、双粒子激发（激子）以及光子均具备本征自旋-谷霍尔特性。在此类材料中，激子的自旋与其所源自的倒空间高对称点密切相关。本文中，我们证明，在与微腔光子模式强耦合的 MoSe2 原子薄层中，可获取自旋、进而谷选择性传播。我们设计了一种线状器件，可清晰追踪沿通道扩展的激子极化子的流动与螺旋性。通过激发 K 与 K- 标记极化子的相干叠加，我们观察到极化子云的谷选择性扩展，无需任何外加磁场也无需相干瑞利散射。不同于 TMDC 激子的谷霍尔效应，所观察到的光学谷霍尔效应（OVHE）惊人地发生于宏观尺度，并清晰揭示了其在自旋-谷锁定光子器件中的应用潜力。
引用
@article{arxiv.1902.07620,
title = {Optical valley Hall effect for highly valley-coherent exciton-polaritons in an atomically thin semiconductor},
author = {Nils Lundt and Lukasz Dusanowski and Evgeny Sedov and Petr Stepanov and Mikhail M. Glazov and Sebastian Klembt and Martin Klaas and Johannes Beierlein and Ying Qin and Sefaattin Tongay and Maxime Richard and Alexey V. Kavokin and Sven Höfling and Christian Schneider},
journal= {arXiv preprint arXiv:1902.07620},
year = {2019}
}