基于连续谱束缚态的单层 WS2 强增强光-物质耦合
光学
2023-08-16 v1
摘要
连续谱中的光学束缚态（BIC）可完全阻止光子模式沿给定空间方向辐射至自由空间。由 BIC 与激子共振的强辐射-物质相互作用衍生的极化激元激发，因其杂化本性而继承了超长辐射寿命与显著非线性。然而，在这类结构中最大化光-物质相互作用仍具挑战，尤其对于二维半导体，从而阻碍了室温下 BIC 极化激元非线性的观测。本文中，我们展示通过将单层 WS2 激子耦合至 BIC，同时借助布洛赫表面波约束优化单层位置的电场强度，实现了室温下的强光-物质相互作用增强。通过调控光栅几何结构，在与活性材料的耦合在开放且灵活的架构中被最大化，得以在局域能量极小处实现具有 BIC 的 100 meV 光子带隙与创纪录的 70 meV 拉比分裂。我们的新架构提供了大的室温光学非线性，从而为具有对制备缺陷拓扑保护鲁棒性的可调谐 BIC 极化激元器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2209.00129,
title = {Strongly enhanced light-matter coupling of a monolayer WS2 from a bound state in the continuum},
author = {E. Maggiolini and L. Polimeno and F. Todisco and A. Di Renzo and M. De Giorgi and V. Ardizzone and R. Mastria and A. Cannavale and M. Pugliese and V. Maiorano and G. Gigli and D. Gerace and D. Sanvitto and D. Ballarini},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.00129},
year = {2023}
}
备注
23 pages, 10 figure