a, Losas de PhC con simetría C4 y sin simetría de inversión en plano. Al romper la simetría de inversión en el plano, los estados de polarización de PhC pueden cubrir los dos polos completos de la esfera de Poincaré. B, Ilustración de fotoluminiscencia de la monocapa WS2 en la losa de PhC sin simetría de inversión en el plano. Crédito:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, y Jian Zi
Los valles de dicalcogenuros de metales de transición bidimensionales (TMDC) ofrecen un nuevo grado de libertad para el procesamiento de la información y han atraído un gran interés por sus posibles aplicaciones en Valleytronics. Para desarrollar dispositivos Valleytronics basados en TMDC, Los enfoques eficaces para separar los valles en el campo cercano o lejano son indispensables. En una investigación reciente, Se proponen tipos de nanoestructuras para separar los valles y se ha avanzado mucho.
En un nuevo artículo publicado en Ciencias de la luz y aplicaciones , un equipo de científicos, dirigido por el profesor Jian Zi, El profesor Lei Shi de la Universidad de Fudan y el profesor Tian Jiang de la Universidad Nacional de Tecnología de Defensa, y sus colaboradores demuestran que las losas de PhC totalmente dieléctricas bidimensionales sin simetría de inversión en el plano se pueden usar para separar de manera eficiente la emisión de excitones de valle de un WS 2 monocapa en el campo lejano a temperatura ambiente.
Basado en modos Bloch deslocalizados polarizados circularmente, la emisión de excitones de valle se encamina con alta direccionalidad y alto grado de polarización de valle. Los modos Bloch deslocalizados no solo juegan un papel crítico en la separación y mejora de la emisión de excitones de valle direccional, pero también conducen a propiedades de coherencia espacial del campo de emisión, que fueron descuidados en los estudios anteriores. Esta propiedad de la losa PhC extiende el control de coherencia en PL de WS 2 monocapa de la coherencia temporal a la coherencia espacial.
Debido a la poderosa capacidad de manipular la luz, Los PhC se han aplicado ampliamente en diversas investigaciones, como láseres de PhC y control de emisiones espontáneas de TMDC. Sin embargo, hasta la fecha, no hay informes de separación de valles efectiva en TMDC mediante el uso de PhC. Los científicos presentan su método:
a-f, Espectros PL de resolución angular de la monocapa WS2 en tres sustratos diferentes con detección σ + (σ-) a lo largo de la dirección Γ-X. ayb corresponden a la monocapa WS2 sobre un sustrato plano. cyd corresponden a la monocapa WS2 en la losa de PhC con simetría de inversión en el plano. eyf corresponden a la monocapa WS2 en la losa de PhC sin simetría de inversión en el plano. g-h, Separación de luz polarizada σ + (rojo) y σ- (azul) a 615 nm (línea de puntos) y 628 nm (línea continua) en e-f. Crédito:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, y Jian Zi
"Para los modos radiativos de losas PhC, sus estados de polarización en el campo lejano están estrictamente definidos. Sin embargo, debido a la alta simetría de rotación, el campo de polarización es casi lineal en la mayoría de losas de PhC. En nuestra investigación reciente, informamos que al romper la simetría de inversión en el plano de las losas de PhC, los estados circularmente polarizados emergerían en bandas fotónicas. Esto sienta las bases para que podamos controlar la emisión de excitones del valle a través de losas de PhC ".
"Especialmente, Los modos Bloch de los PhC están deslocalizados, lo que conduciría a las propiedades de coherencia del campo de emisión de los TMDC. Realizamos el experimento de doble rendija de Young para observar directamente las franjas de interferencia ".
"Nuestro método podría extenderse para manipular la emisión de excitones de valle de otras monocapas de TMDC. La capacidad de estas placas de PhC para transportar información de valle desde el campo cercano al campo lejano ayudaría a desarrollar dispositivos fotónicos basados en valleytronics, ", agregaron.
