原子薄过渡金属二硫族化合物(TMDs)是二维(2D)层状材料的一个子类,具有许多迷人的特性,是光子和光电子器件的一个潜在理想平台。特别是,TMDs的激发态输运在能量收集和光子开关中扮演着重要的角色;然而,由于缺乏大面积薄膜,TMDs中的长程传输长期以来都还未能实现。密歇根大学安娜堡分校Stephen R. Forrest展示了金属-有机化学气相沉积生长的厘米级WS2单层,并且其支持长达60μm的极化激元传播长度。
本文要点
(1)极化激元是通过激子与全介电光子结构支持的布洛赫表面波(BSW)的强耦合形成的。研究观察到,由于支撑分布式布拉格反射器的质量因子增加,传播长度随着电介质对数量的增加而增加。
(2)此外,随着极化激元的引导或BSW含量的增加,观察到了更长的传播长度。该研究成果为在TMD层中实现激子极化激元介导的长程能量传输的系统工程提供了一种实用的方法。随着大面积TMD的实现,该工作使实现在室温下工作的TMD基实用极性器件成为可能。
Bin Liu, et al. Long-Range Propagation of Exciton-Polaritons in Large-Area 2D Semiconductor Monolayers. ACS Nano. 2023
DOI:10.1021/acsnano.3c03485
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c03485