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通过对比激子-光子耦合对三重子、暗激子和双激子进行多功能光学操控
Light: Science & Applications ( IF 20.6 ) Pub Date : 2023-12-07 , DOI: 10.1038/s41377-023-01338-5 Zhe Li 1 , Xin-Yuan Zhang 1, 2 , Rundong Ma 1 , Tong Fu 1 , Yan Zeng 1 , Chong Hu 1, 2 , Yufeng Cheng 1 , Cheng Wang 1 , Yun Wang 3 , Yuhua Feng 3 , Takashi Taniguchi 4 , Kenji Watanabe 5 , Ti Wang 1 , Xiaoze Liu 1, 2, 6 , Hongxing Xu 1, 6, 7, 8
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过渡金属二硫化物(TMD)中的各种激子种类,例如中性激子、三重子(带电激子)、暗激子和双激子,已被单独发现具有不同的光-物质相互作用。就谷自旋锁带结构和电子空穴结构而言,这些激子物种表现出对发射光的灵活控制,其自由度(DOF)包括强度、偏振、频率和动力学。然而,根据实际光子应用的需要完全操纵不同的激子种类仍然难以实现。在这里,我们研究了对比光与物质的相互作用,通过利用各种激子种类来控制混合单层 WSe 2 -Ag 纳米线 (NW) 结构中发射光的多个自由度。由于过渡偶极子的取向,这些激子(包括三重子、暗激子和双激子)被发现以完全不同的方式与 Ag NW 的传播表面等离子体激元 (SPP) 独立耦合。与模拟结果一致,暗激子和暗三重子与 SPP 表现出极高的耦合效率,而三重子则表现出定向手性耦合特征。这项研究为实现利用 TMD 激子的综合光谱进行光学信息处理和量子光学的最终目标迈出了关键一步。
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