un, Lastre in PhC con simmetria C4 e senza simmetria di inversione nel piano. Rompendo la simmetria di inversione nel piano, gli stati di polarizzazione di PhC possono coprire interi due poli della sfera di Poincaré. B, Illustrazione della fotoluminescenza del monostrato WS2 sulla lastra PhC senza simmetria di inversione nel piano. Credito:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, e Jian Zi
Le valli dei dichalcogenuri di metalli di transizione bidimensionali (TMDC) offrono un nuovo grado di libertà per l'elaborazione delle informazioni e hanno suscitato un enorme interesse per le loro possibili applicazioni nella valletronica. Per sviluppare dispositivi valleytronics basati su TMDC, sono indispensabili approcci efficaci per separare le valli nel campo vicino o lontano. In recenti ricerche, vengono proposti tipi di nanostrutture per separare le valli e sono stati fatti molti progressi.
In un nuovo articolo pubblicato su Scienza e applicazioni della luce , un team di scienziati, guidato dal professor Jian Zi, Il professor Lei Shi della Fudan University e il professor Tian Jiang della National University of Defense Technology, e collaboratori dimostrano che le lastre PhC completamente dielettriche bidimensionali senza simmetria di inversione nel piano possono essere utilizzate per separare in modo efficiente l'emissione di eccitoni di valle di un WS 2 monostrato nel campo lontano a temperatura ambiente.
Basato su modalità Bloch delocalizzate circolarmente polarizzate, l'emissione di eccitoni di valle è instradata con un'elevata direzionalità e un alto grado di polarizzazione della valle. Le modalità Bloch delocalizzate non solo svolgono un ruolo fondamentale nel separare e migliorare l'emissione di eccitoni di valle direzionale, ma portano anche a proprietà di coerenza spaziale del campo di emissione, che sono stati trascurati negli studi precedenti. Questa proprietà della lastra PhC estende il controllo di coerenza su PL di WS 2 monostrato dalla coerenza temporale alla coerenza spaziale.
A causa della potente capacità di manipolare la luce, I PhC sono stati ampiamente applicati in varie ricerche, come i laser PhC e il controllo delle emissioni spontanee dei TMDC. Però, ad oggi, non ci sono segnalazioni di un'efficace separazione delle valli nei TMDC utilizzando i PhC. Gli scienziati introducono il loro metodo:
a-f, Spettri PL risolti in angolo del monostrato WS2 su tre diversi substrati con rilevamento σ+ (σ-) lungo la direzione Γ-X. aeb corrispondono al monostrato WS2 su un substrato piano. c e d corrispondono al monostrato WS2 sulla lastra PhC con simmetria di inversione nel piano. e e f corrispondono al monostrato WS2 sulla lastra PhC senza simmetria di inversione nel piano. g-h, Separazione della luce polarizzata σ+ (rosso) e σ- (blu) a 615 nm (linea del punto) e 628 nm (linea continua) in e-f. Credito:Jiajun Wang, Han Li, Yating Ma, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, e Jian Zi
"Per i modi radiativi delle lastre di PhC, i loro stati di polarizzazione nel campo lontano sono rigorosamente definiti. Però, a causa dell'elevata simmetria di rotazione, il campo di polarizzazione è quasi lineare nella maggior parte delle lastre di PhC. Nella nostra recente ricerca, abbiamo riportato che rompendo la simmetria di inversione nel piano delle lastre di PhC, gli stati circolarmente polarizzati emergerebbero nelle bande fotoniche. Questo pone le basi per controllare l'emissione di eccitoni della valle tramite lastre di PhC".
"Specialmente, i modi Bloch di PhC sono delocalizzati, che porterebbe alle proprietà di coerenza del campo di emissione dei TMDC. Abbiamo eseguito l'esperimento della doppia fenditura di Young per osservare direttamente le frange di interferenza".
"Il nostro metodo potrebbe essere esteso per manipolare l'emissione di eccitoni di valle di altri monostrati di TMDC. La capacità di queste lastre di PhC di trasportare informazioni di valle dal campo vicino al campo lontano aiuterebbe a sviluppare dispositivi fotonici basati sulla valletronica, " hanno aggiunto.
