波导耦合单层 WSe2 中谷内与谷间激子间的上转换与下转换
介观与纳米尺度物理
2020-07-22 v1 材料科学
摘要
单层（1L）过渡金属硫族化物（TMD）半导体中存在两个自旋分裂的谷，支持按自旋和谷量子数分类的多种激子种类。虽然自旋为 0 的谷内激子（即“亮”激子）易于观测，其他类型的激子，如自旋为 1 的谷内（自旋暗）激子和自旋为 0 的谷间（动量暗）激子，则较难获取。在此，我们开发了波导耦合的 1L 二硒化钨（WSe2）器件来探测这些激子种类。特别地，TM 耦合到原子层的面外偶极矩，使我们不仅能够高效收集，还能共振激发自旋为 1 的暗激子，这为开发具有长谷寿命的器件提供了前景。我们的工作揭示了若干上转换过程，呈现出连接自旋为 0 与自旋为 1 的谷内及谷间激子的复杂耦合网络，表明谷间散射与自旋翻转在原子层中是非常普遍的过程。这些实验结果加深了我们对二硒化钨激子物理的理解，并说明平面光子器件能够利用 TMD 半导体中多样的激子种类。
引用
@article{arxiv.2007.10782,
title = {Up- and Down-Conversion between Intra- and Inter-Valley Excitons in Waveguide Coupled Monolayer WSe2},
author = {Yueh-Chun Wu and Sarath Samudrala and Andrew McClung and Takashi Taniguchi and Kenji Watanabe and Amir Arbabi and Jun Yan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.10782},
year = {2020}
}