a, PhC plattor med C4 symmetri och utan in-plane inversion symmetri. Genom att bryta inversionssymmetrin i planet, Polarisationstillstånden för PhC kan täcka hela Poincaré -sfärens två poler. b, Illustration av fotoluminescens av WS2 monolager på PhC plattan utan in-plane inversion symmetri. Kredit:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, och Jian Zi
Dalarna av tvådimensionella övergångsmetalldikalkogenider (TMDC) erbjuder en ny grad av frihet för informationsbehandling och har väckt ett enormt intresse för deras möjliga tillämpningar inom valleytronics. För att utveckla valleytronics-enheter baserade på TMDC, effektiva tillvägagångssätt för separata dalar i när- eller fjärrfältet är oumbärliga. I nyare forskning, olika typer av nanostrukturer föreslås för att separera dalar och stora framsteg har gjorts.
I en ny artikel publicerad i Ljusvetenskap och tillämpningar , ett team av forskare, ledd av professor Jian Zi, Professor Lei Shi från Fudan University och professor Tian Jiang från National University of Defense Technology, och medarbetare visar att tvådimensionella heldielektriska PhC-plattor utan in-plane-inversionssymmetri kan användas för att effektivt separera dalexcitonemission från en WS 2 monolager i det bortre fältet vid rumstemperatur.
Baserat på cirkulärt polariserade delokaliserade Bloch-lägen, dalexcitonemissionen dirigeras med hög riktning och hög grad av dalpolarisering. De delokaliserade Bloch-lägena spelar inte bara en avgörande roll för att separera och förbättra riktade dalexcitonutsläpp, men också leda till rumsliga koherensegenskaper hos emissionsfältet, som försummades i tidigare studier. Denna egenskap hos PhC-plattan utökar koherenskontrollen på PL av WS 2 monolager från tidsmässig koherens till rumslig koherens.
På grund av den kraftfulla förmågan att manipulera ljus, PhC har tillämpats i stor utsträckning i olika undersökningar, såsom PhC-lasrar och spontan emissionskontroll av TMDC. Dock, hittills, det finns inga rapporter om effektiv dalseparation i TMDC:er genom att använda PhC. Forskarna presenterar sin metod:
a-f, Vinkelupplösta PL-spektra av WS2-monoskikt på tre olika substrat med σ+ (σ-)-detektion längs Γ-X-riktningen. a och b motsvarar WS2 monolager på ett plant substrat. c och d motsvarar WS2 monolager på PhC plattan med in-plane inversion symmetri. e och f motsvarar WS2 monolager på PhC plattan utan in-plane inversion symmetri. g-h, Separation av σ+ (röd) och σ- (blått) polariserat ljus vid 615 nm (pricklinje) och 628 nm (heldragen linje) i e-f. Kredit:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, och Jian Zi
"För strålningssätten för PhC-plattor, deras polariseringstillstånd i fjärrfältet är strikt definierade. Dock, på grund av hög rotationssymmetri, polarisationsfältet är nästan linjärt i de flesta PhC-plattor. I vår senaste forskning, vi rapporterade att genom att bryta inversionssymmetri i plan för PhC-plattor, cirkulärt polariserade tillstånd skulle uppstå i fotoniska band. Detta lägger grunden för oss att kontrollera dalen excitonutsläpp via PhC -plattor. "
"Framförallt, doktorandernas Bloch-lägen delokaliseras, vilket skulle leda till koherensegenskaperna hos TMDC:s utsläppsfält. Vi utförde Youngs dubbelslitsexperiment för att direkt observera interferenskanterna."
"Vår metod skulle kunna utvidgas för att manipulera emission av dalexciton från andra TMDCs monolager. Förmågan hos dessa PhC-plattor att transportera dalinformation från närområdet till det avlägsna fältet skulle hjälpa till att utveckla fotoniska enheter baserade på valleytronik, " lade de till.
