宽带光子结构实现二维材料中的暗激子和层间激子高耦合效率与珀塞尔因子
水平槽波导是一种平面光子结构,其引导模式具有强烈的面外偏振特性,且能将光场紧密束缚于亚波长尺寸的低折射率区域。该团队通过时域有限差分模拟证实:对于过渡金属二硫族化合物(TMD)单层中某些具有面外偶极矩的“暗层内激子”(更准确应称为“灰激子”),以及TMD异质结构中的层间激子,这种波导模式可实现耦合效率β>80%和珀塞尔因子F_P>10。这些数据表明灰激子与层间激子有望进入强耦合区域,而亮激子与槽模式耦合效率极低,当波长λ>1微米时还会出现珀塞尔抑制效应。然而,实现强耦合的主要障碍是这两类激子的振子强度过低。研究人员采用塔维斯-卡明斯模型证明:水平槽式环形谐振器虽会牺牲波导的宽带特性,但可使协同性达到C>>1,从而突破这一限制。
