une, Dalles PhC avec symétrie C4 et sans symétrie d'inversion dans le plan. En cassant la symétrie d'inversion dans le plan, les états de polarisation de PhC peuvent couvrir l'ensemble des deux pôles de la sphère de Poincaré. b, Illustration de la photoluminescence de la monocouche WS2 sur la dalle PhC sans symétrie d'inversion dans le plan. Crédit :Jiajun Wang, Han Li, Yating Maman, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, et Jian Zi
Les vallées des dichalcogénures de métaux de transition bidimensionnels (TMDC) offrent un nouveau degré de liberté pour le traitement de l'information et ont suscité un vif intérêt pour leurs applications possibles en valleytronics. Développer des dispositifs valleytronics basés sur les TMDC, des approches efficaces pour séparer les vallées en champ proche ou lointain sont indispensables. Dans des recherches récentes, types de nanostructures sont proposés pour séparer les vallées et de nombreux progrès ont été réalisés.
Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et applications , une équipe de scientifiques, dirigé par le professeur Jian Zi, Le professeur Lei Shi de l'Université Fudan et le professeur Tian Jiang de l'Université nationale de technologie de la défense, et ses collègues démontrent que des dalles PhC tout diélectriques bidimensionnelles sans symétrie d'inversion dans le plan peuvent être utilisées pour séparer efficacement l'émission d'excitons de vallée d'un WS
Basé sur des modes de Bloch délocalisés polarisés circulairement, l'émission d'excitons de vallée est acheminée avec une directivité élevée et un degré élevé de polarisation de vallée. Les modes de Bloch délocalisés jouent non seulement un rôle essentiel dans la séparation et l'amélioration de l'émission directionnelle d'excitons de vallée, mais aussi conduire à des propriétés de cohérence spatiale du champ d'émission, qui ont été négligés dans les études précédentes. Cette propriété de la dalle PhC étend le contrôle de cohérence sur PL de WS
En raison de la puissante capacité de manipuler la lumière, Les PhC ont été largement appliqués dans diverses recherches, tels que les lasers PhC et le contrôle d'émission spontanée des TMDC. Cependant, à ce jour, il n'y a aucun rapport de séparation de vallée efficace dans les TMDC en utilisant des PhC. Les scientifiques présentent leur méthode :
un F, Spectres PL résolus en angle de la monocouche WS2 sur trois substrats différents avec détection σ+ (σ-) le long de la direction Γ-X. a et b correspondent à la monocouche WS2 sur substrat plan. c et d correspondent à la monocouche WS2 sur la dalle PhC avec une symétrie d'inversion dans le plan. e et f correspondent à la monocouche WS2 sur la dalle PhC sans symétrie d'inversion dans le plan. g-h, Séparation de la lumière polarisée σ+ (rouge) et - (bleu) à 615 nm (ligne pointillée) et 628 nm (ligne continue) en e-f. Crédit :Jiajun Wang, Han Li, Yating Maman, Maoxiong Zhao, Wenzhe Liu, Bo Wang, Shiwei Wu, Xiaohan Liu, Lei Shi, Tian Jiang, et Jian Zi
"Pour les modes radiatifs des dalles PhC, leurs états de polarisation en champ lointain sont strictement définis. Cependant, en raison de la symétrie de rotation élevée, le champ de polarisation est presque linéaire dans la plupart des dalles PhC. Dans nos récentes recherches, nous avons signalé qu'en cassant la symétrie d'inversion dans le plan des dalles PhC, des états polarisés circulairement émergeraient dans les bandes photoniques. Cela jette les bases pour nous de contrôler l'émission d'excitons de vallée via des dalles PhC. »
"Surtout, les modes Bloch des PhC sont délocalisés, ce qui conduirait aux propriétés de cohérence du champ d'émission des TMDC. Nous avons effectué l'expérience de la double fente de Young pour observer directement les franges d'interférence."
"Notre méthode pourrait être étendue pour manipuler l'émission d'excitons de vallée d'autres monocouches de TMDC. La capacité de ces dalles PhC à transporter les informations de vallée du champ proche au champ lointain aiderait à développer des dispositifs photoniques basés sur la valleytronics, " ont-ils ajouté.
