高品质因子手性光学腔实现的Si-MoSe2异质结室温谷选择性发射
光学
2025-11-25 v4 材料科学
摘要
过渡金属二硫族化物具有谷赝自旋，能够实现光子自旋与电子自旋的耦合，用于经典和量子信息处理。然而，快速的谷退相位过程阻碍了在室温下运行的可扩展、高性能谷电子学器件的发展。在这里，我们证明手性共振超表面能够使MoSe2单层在室温下实现与激发偏振无关的谷选择性发射。该平台提供了具有高品质因子（Q因子）和强手性近场增强的圆偏振本征态。所制备的Si手性超表面在可见光波段展现出Q因子高达450的手性光学共振。我们揭示了在室温下达到创纪录的0.5的圆偏振度（DOP）。我们的测量表明，高DOP可归因于显著增加的手性光学局域态密度，该态密度将谷特异性辐射跃迁速率提高了约13倍。我们的工作可促进超紧凑手性经典和量子光源的发展。
引用
@article{arxiv.2409.09806,
title = {Room-temperature valley-selective emission in Si-MoSe2 heterostructures enabled by high-quality-factor chiroptical cavities},
author = {Feng Pan and Xin Li and Amalya C. Johnson and Scott Dhuey and Ashley Saunders and Meng-Xia Hu and Jefferson P. Dixon and Sahil Dagli and Sze-Cheung Lau and Tingting Weng and Chih-Yi Chen and Jun-Hao Zeng and Rajas Apte and Tony F. Heinz and Fang Liu and Zi-Lan Deng and Jennifer A. Dionne},
journal= {arXiv preprint arXiv:2409.09806},
year = {2025}
}