Nature Photonics: 用于未來通信的室溫激子傳輸

隨著摩爾定律在可預(yù)見的將來難以為繼，科學(xué)家們提出了許多新的發(fā)展路徑以探索未來數(shù)據(jù)處理和傳輸?shù)男录夹g(shù)。激子(電子空穴對(duì))電荷中性，沒有寄生電容;尺度小并且可以和光子無縫轉(zhuǎn)換，因而被認(rèn)為是一個(gè)非常具有潛力的研究方向。

該方向一直以來受制于材料體系的原因，一直難以實(shí)現(xiàn)在室溫環(huán)境下可控的激子移動(dòng)，近年來，過渡金屬硫化物(TMDs)單層為室溫激子器件及激子物理研究提供了理想平臺(tái)：首先，由于量子限域效應(yīng)，介電屏蔽作用減弱，激子束縛能高達(dá)數(shù)百毫電子伏，可在室溫下穩(wěn)定存在;其次，由于反轉(zhuǎn)對(duì)稱性破缺和自旋-軌道耦合作用，激子具有谷極化特性，類似電子電荷和自旋，可為信息編碼處理提供新的自由度;最后，材料體系能帶帶隙，可通過電壓、機(jī)械應(yīng)力和摻雜等方式高效主動(dòng)調(diào)控。

如何像操縱電子和光子一樣，實(shí)現(xiàn)激子非平衡時(shí)空動(dòng)力學(xué)有效調(diào)控，是激子器件“起跑”第一步。因此，TMDs體系二維激子時(shí)空動(dòng)力學(xué)表征與調(diào)控，引起了凝聚態(tài)物理、光學(xué)與光電子學(xué)等領(lǐng)域廣泛關(guān)注，取得了一系列進(jìn)展。

在《Nature Photonics》期刊中，Kanak Datta等人發(fā)表了一種利用聲表面波(SAW)實(shí)現(xiàn)室溫條件下方向性受控的激子傳輸。該結(jié)果增進(jìn)了對(duì)動(dòng)態(tài)應(yīng)變波和室溫激子在弱耦合區(qū)相互作用的了解，并且為一系列令人激動(dòng)的應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)通信和處理，傳感和能量轉(zhuǎn)換等研究領(lǐng)域提供了新的基礎(chǔ)。

在他們的CW PL測(cè)試裝置中使用450nm CW激光，PL光譜被40X 0.95NA物鏡收集并被高分辨成像光譜儀IsoPlane SCT-320以及高靈敏PIXIS 400相機(jī)分析。IsoPlane SCT-320因其獨(dú)特的消像差設(shè)計(jì)，可以在保證分辨率的同時(shí)增大光通量，并使得系統(tǒng)可在成像和采集光譜之間方便地切換。

使用儀器

IsoPlane & Pixis

IsoPlane 系列

PIXIS 系列

應(yīng)用領(lǐng)域

二維半導(dǎo)體材料，數(shù)據(jù)通信，傳感和能量轉(zhuǎn)換

審核編輯 黃宇