Los investigadores han manipulado con éxito distintas especies de excitones dentro de una monocapa híbrida WSe2 -Estructura de nanocables Ag. Al explotar las estructuras únicas de bandas bloqueadas por espín de valle y las configuraciones de agujeros de electrones de los TMD, el equipo, dirigido por el profesor Hongxing Xu, el profesor Xiaoze Liu y el Dr. Ti Wang de la Facultad de Física y Tecnología, ha dado un paso significativo hacia la práctica. Aplicaciones fotónicas para el procesamiento óptico de información y óptica cuántica.
El estudio, que aparece en Light:Science &Applications , muestra las interacciones contrastantes entre los excitones y los polaritones de plasmón superficial (SPP) de los nanocables de Ag (NW), revelando comportamientos de acoplamiento independientes gracias a la orientación de los dipolos de transición.
Los hallazgos demuestran que los excitones oscuros y los triones oscuros exhiben una eficiencia de acoplamiento extremadamente alta con los SPP, mientras que los triones brillantes muestran características de acoplamiento quiral direccional, lo que abre nuevas posibilidades para controlar las emisiones de luz con precisión.
La configuración de la muestra involucró un Ag NW y una monocapa WSe2 encapsulado entre dos finas películas hexagonales de nitruro de boro (hBN) sobre un SiO2 /Sustrato de Si. A través de una meticulosa espectroscopia de fotoluminiscencia y simulaciones numéricas, el equipo observó que los excitones y triones oscuros se acoplan de manera más eficiente que sus contrapartes con dipolos orientados en el plano.
El equipo demostró el método para controlar las emisiones excitónicas mediante la longitud de difusión y la polarización del valle. Estos descubrimientos no sólo profundizan nuestra comprensión de las interacciones de muchos cuerpos y los fenómenos cuánticos en WSe2 sino que también allana el camino para manipular los perfiles espectrales completos de los excitones.
Las implicaciones de este estudio son enormes para el campo de la fotónica y las tecnologías cuánticas. Al manipular los excitones con tanta precisión, podrían resultar prácticos nuevos dispositivos para el procesamiento óptico de información que sean más rápidos, más eficientes y tengan mayores capacidades que las tecnologías actuales.
Además, los conocimientos del estudio sobre el acoplamiento quiral de excitones podrían conducir al desarrollo de nuevas aplicaciones de óptica cuántica, incluida la computación cuántica y los sistemas de comunicación seguros.
Los investigadores creen que este estudio representa un paso significativo en la búsqueda para manipular completamente diferentes especies de excitones bajo demanda, acercándonos al aprovechamiento del espectro completo de excitones TMD para aplicaciones ópticas y cuánticas avanzadas, lo que marca un emocionante salto adelante en la ciencia de los materiales y la investigación en fotónica. .
Más información: Zhe Li et al, Manipulación óptica versátil de triones, excitones oscuros y biexcitones mediante un acoplamiento excitón-fotón contrastante, Luz:ciencia y aplicaciones (2023). DOI:10.1038/s41377-023-01338-5
Proporcionado por TranSpread
