uma, Lajes de PhC com simetria C4 e sem simetria de inversão no plano. Ao quebrar a simetria de inversão no plano, os estados de polarização do PhC podem cobrir os dois pólos da esfera de Poincaré inteira. b, Ilustração da fotoluminescência da monocamada WS2 na laje de PhC sem simetria de inversão no plano. Crédito:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, e Jian Zi
Os vales dos dichalcogenetos de metais de transição bidimensionais (TMDCs) oferecem um novo grau de liberdade para o processamento de informações e têm atraído um enorme interesse por suas possíveis aplicações em valleytronics. Para desenvolver dispositivos Valleytronics baseados em TMDCs, abordagens eficazes para separar vales no campo próximo ou distante são indispensáveis. Em pesquisas recentes, tipos de nanoestruturas são propostas para separar vales e muito progresso foi feito.
Em um novo artigo publicado em Ciência leve e aplicações , uma equipe de cientistas, liderado pelo professor Jian Zi, Professor Lei Shi da Universidade Fudan e Professor Tian Jiang da Universidade Nacional de Tecnologia de Defesa, e colegas de trabalho demonstram que placas de PhC bidimensionais totalmente dielétricas sem simetria de inversão no plano podem ser usadas para separar de forma eficiente a emissão de exciton de vale de um WS 2 monocamada no campo distante à temperatura ambiente.
Com base em modos Bloch deslocalizados circularmente polarizados, a emissão de exciton do vale é direcionada com alta direcionalidade e alto grau de polarização do vale. Os modos de Bloch deslocalizados não apenas desempenham um papel crítico na separação e no aumento da emissão de exciton de vale direcional, mas também levam a propriedades de coerência espacial do campo de emissão, que foram negligenciados nos estudos anteriores. Esta propriedade da laje PhC estende o controle de coerência no PL de WS 2 monocamada de coerência temporal para coerência espacial.
Devido à poderosa capacidade de manipular a luz, Os PhCs têm sido amplamente aplicados em várias pesquisas, como lasers PhC e controle de emissão espontânea de TMDCs. Contudo, Até a presente data, não há relatos de separação de vale eficaz em TMDCs usando PhCs. Os cientistas apresentam seu método:
a-f, Espectros PL resolvidos em ângulo da monocamada WS2 em três substratos diferentes com detecção σ + (σ-) ao longo da direção Γ-X. a e b correspondem à monocamada WS2 em um substrato plano. c e d correspondem à monocamada WS2 na laje de PhC com simetria de inversão no plano. e e f correspondem à monocamada WS2 na laje PhC sem simetria de inversão no plano. g-h, Separação de luz polarizada σ + (vermelho) e σ- (azul) em 615 nm (linha pontilhada) e 628 nm (linha sólida) em e-f. Crédito:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, e Jian Zi
"Para os modos radiativos de lajes de PhC, seus estados de polarização no campo distante são estritamente definidos. Contudo, devido à simetria de alta rotação, o campo de polarização é quase linear na maioria das placas de PhC. Em nossa pesquisa recente, relatamos que, ao quebrar a simetria de inversão no plano de lajes de PhC, estados polarizados circularmente emergiriam em bandas fotônicas. Isso estabelece a base para controlarmos a emissão de excitons do vale por meio de placas de PhC. "
"Especialmente, os modos Bloch do PhCs são deslocalizados, o que levaria às propriedades de coerência do campo de emissão dos TMDCs. Realizamos o experimento de dupla fenda de Young para observar diretamente as franjas de interferência. "
"Nosso método poderia ser estendido para manipular a emissão de excitons do vale de outras monocamadas de TMDCs. A capacidade dessas placas de PhC de transportar informações do vale do campo próximo para o campo distante ajudaria a desenvolver dispositivos fotônicos baseados em Valleytronics, "acrescentaram.
