单 Si 纳米颗粒-单层 WS2 结构中的可调共振耦合
光学
2017-10-30 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
二维半导体过渡金属硫族化物（TMDCs）在可见光与近红外波段的光电应用中极具吸引力。据我们所知，本文首次探讨基于单 Si 纳米颗粒与单层 WS2 耦合的混合激子-极化激元结构中的共振耦合问题。我们预言，对于被单层 WS2 覆盖、处于磁光 Mie 共振的 Si 纳米颗粒，会发生由弱耦合到强耦合的跃迁，Rabi 分裂能超过 200 meV。这一大幅跃迁源于磁偶极 Mie 模的对称性，以及将周围介电材料由空气变为水。该预言基于从不同溶剂中 WS2 单层测得的光致发光（PL）谱所得 TMDC 偶极矩变化的实验估计。此类系统调控共振耦合的能力在置于 WS2 单层上的光学共振球形 Si 纳米颗粒上实验实现。该情形下获得的 Rabi 分裂能于空气换为水后由 49.6 meV 增至 86.6 meV。我们的发现为开发高效光电、纳米光子与量子光学器件铺平道路。
引用
@article{arxiv.1710.09949,
title = {Tunable Resonance Coupling in Single Si Nanoparticle-Monolayer WS2 Structures},
author = {Sergey Lepeshov and Mingsong Wang and Alex Krasnok and Oleg Kotov and Tianyi Zhang and He Liu and Taizhi Jiang and Brian Korgel and Mauricio Terrones and Yuebing Zheng and Andrea Alú},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.09949},
year = {2017}
}