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成果介绍
2D半导体由于其强大的激子发射,正成为构建终极纳米激光器的有效增益介质。2D半导体与等离激元器件的进一步集成有望实现最薄的激光器。然而,由于等离激元-激子相互作用不足导致的有限腔反馈和低增益严重阻碍了2D半导体等离激元激光的实现。
有鉴于此,近日,西北工业大学肖发俊教授,赵建林教授,甘雪涛教授和北京大学刘开辉教授(共同通讯作者)等合作报道了通过将InSe纳米片嵌入等离激元法布里-珀罗(F-P)腔中实现了室温2D半导体等离激元激光器。该等离激元F-P腔具有回收泄漏暗表面等离激元的特殊能力,与传统的金属-绝缘体-半导体纳米激光器相比,反馈增强了2倍以上。此外,通过场增强和取向匹配的结合,该腔有利于优化等离激元-激子耦合,以确保足够的增益来维持室温激光。本文的工作为基于2D材料的多功能光子器件开辟了可能性。
图文导读
图1. 混合等离激元F-P纳米激光器的概念。
图2. 混合F-P纳米激光器中增强的反馈和激子-等离激元能量转移。
图3. 等离激元F-P腔中2D InSe的室温激光。
图4. 混合等离激元F-P腔与MIS结构的激光特性比较。
文献信息
Room-Temperature Two-Dimensional InSe Plasmonic Laser
(Nano Lett., 2024, DOI:10.1021/acs.nanolett.4c03479)
文献链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.4c03479
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