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与介电纳米天线耦合的原子级薄半导体中增强的光-物质相互作用
摘要： 原子级厚度的二维半导体过渡金属硫族化合物具有独特的结构和光学特性，原则上可实现与光模体积接近或低于衍射极限的光子腔的高效耦合。近期已能制备出具有低模体积和无显著非辐射损耗的全介质纳米腔。本研究实现了与单层及双层WSe2原子薄层耦合的低损耗高折射率磷化镓(GaP)纳米天线，其模体积极小。相较于平面GaP衬底上的WSe2，我们观测到超过104倍的光致发光增强，并将其归因于自发辐射速率提升、光致发光方向性优化及光学激发效率增强的协同效应。该耦合还表现出光致发光偏振依赖性的改变，以及超过103倍的拉曼散射信号增强。这些发现表明介质纳米天线是调控二维半导体中光-物质耦合前景广阔的平台。
关键词： 原子级薄半导体、光与物质相互作用、拉曼散射、介电纳米天线、光致发光增强
更新于2025-09-12 10:27:22
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利用嵌入微腔中的原子级薄镜实现相互作用诱导的光子阻塞
摘要： 与电磁诱导透明相关的窄亮或暗共振在增强光子-光子相互作用中起关键作用。目前已实现的方案依赖于具有强范德华作用的长寿命原子态。本文表明，通过在微腔内放置具有超快辐射衰减率的原子级薄半导体，可获得透射中极窄的暗或亮共振。虽然平移不变性破缺对暗共振宽度设定了限制，但通过将腔调谐至远离激子跃迁，可获得比腔和本征激子衰减速率更窄且不受无序影响的窄亮共振。即使相互作用强度远小于非马尔可夫无序展宽和本征激子辐射线宽时，该亮共振的共振激发仍能产生强光子反聚束效应。我们的发现表明，具有大激子-腔耦合和小非辐射线展宽的原子级薄半导体，可为实现固态强相互作用光子系统铺平道路。
关键词： 电磁感应透明、光子阻塞、光子-光子相互作用、微腔、原子级薄半导体
更新于2025-09-10 09:29:36