微腔 用最小的激光寻靶( 二 )


在这项新研究中,由Anton-Solanas和Schneider领导的团队研究了由单原子层组成的超薄晶体中的激子极化子。这些二维晶体通常具有不同寻常的物理性质。例如,在此使用的半导体材料二硒化钼对光具有很高的反应性。

研究人员制造了厚度小于一纳米(十亿分之一米)的二硒化钼薄片,并将该二维晶体夹在两层其他材料之间,它们像镜子一样反射光粒子。Anton-Solanas解释说:“这种结构就像是笼子里的灯光。”物理学家称其为“微腔”。

Anton-Solanas和他的同事们将装置冷却到比绝对零值高几度的水平,并使用短脉冲激光激发激子极化子。在超过一定强度后,他们观察到样品的发光突然增加。这与其他证据一起使他们得出结论,他们已经成功地利用激子极化子产生了玻色-爱因斯坦凝聚体。

Anton-Solanas表示从理论上讲,这种现象可用于仅基于一层原子来构造相干光源。这意味着我们已经制造出了最小的固态激光器。研究人员相信,使用其他材料也可以在室温下产生这种效果,因此从长远来看,它也适用于实际应用。小组朝这个方向进行的第一个实验已经成功。

微腔 用最小的激光寻靶
文章插图

▲图3. 非线性极化子发射和发射强度与泵浦功率的关系
图解:a–c, 极化强度色散关系图以假色标度编码,泵浦功率(P)为0.21Pth(a),2.18Pth(b)和6.49Pth(c)。d–f,积分光致发光(对数标度)(d),发射能量(e)和线宽(f)随泵浦功率的变化(对数标度)。
微腔|用最小的激光寻靶
本文来源:Bosonic condensation of exciton–polaritons in an atomically thin crystal, Nature Materials (2021). DOI: 10.1038/s41563-021-01000-8

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