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首页>> news>> 2023年10月组内文献阅读汇报



Spin-valley Rashba monolayer laser


该工作报告了通过将WS2单层纳入异质结构微腔支持高Q光子自旋谷共振的自旋光学单层激光器。提升光子模式或电子跃迁的自旋简并性是实现这些自旋光学光源的先决条件。实现这一任务的基本途径是打破结构的空间反转对称性。受单分子膜中谷赝自旋产生的启发,自旋谷模是由连续谱中束缚态的光子Rashba型自旋分裂产生,在反转对称破缺条件下,由于光子自旋轨道相互作用产生相反的自旋极化±K谷;而WS2单层作为增益材料,因为这种直接带隙过渡金属二硫化物具有独特的谷赝自旋,作为谷电子的替代信息载体已被广泛研究。具体来说,它们的±K'谷激子(作为平面内自旋极化偶极子发射体辐射)可以根据谷对比选择规则被自旋偏振光选择性激发,从而能够主动控制没有磁场的自旋光光源。Rashba单层激光器显示出固有的自旋极化,高的空间和时间相干性,和固有的对称性使能的鲁棒性功能,使谷相干在WS2单层在室温下任意泵浦极化。该工作的单层集成自旋谷微腔开辟了进一步经典和非经典相干自旋光学光源探索电子和光子自旋的途径。

Nat. Mater. 22, 1085–1093 (2023).



报告人:罗猜


Valley-addressable monolayer lasing through spin-controlled Berry phase photonic cavities


二维过渡金属二硫属化物(TMD)由于其大的激子结合能和强的激子发射,作为紧凑型激光器的原子薄增益介质,引起了人们的广泛关注。过渡金属二硫属化物中圆偏振光与谷激子之间的自旋谷耦合提供了通过利用谷自由度来产生和操纵自旋信息的机会。在这里该工作展示了一个室温谷寻址的二硫化钨单层激光器,其中的激光自旋是由没有磁场的泵的自旋控制。通过将二硫化钨单层集成到支持具有高品质因子的两个正交自旋模式的光子腔中来实现这种效果。自旋泵浦激光有效地打破了谷激子的布居对称性,由于不同的激光阈值,导致具有谷可切换辐射模式的高度相干发射。该工作方案说明了主动增强光发射的自旋对比度的能力,为在室温下开发紧凑的自旋极化量子源和基于谷的自旋光学器件提供了一个通用的平台。

Science 381,1429-1432(2023).



报告人:罗猜


Evidence for moiré intralayer excitons in twisted WSe2/WSe2 homobilayer superlattices


由于莫尔电位和库仑相互作用之间的相互作用,扭转范德华异质结超晶格的最新进展已成为探索新型凝聚态物理强大而有吸引力的平台。莫尔超晶格充当空间中的周期性限制势来捕获层间激子(IXs),从而产生莫尔激子阵列,这为量子发射器和多体物理学提供了机会。最近广泛报道了在扭转过渡金属硫族化合物(TMD)异质结中观察到莫尔IXs。然而,基于TMD扭转同质双层(T-HB)的莫尔层内激子的俘获和研究仍然难以捉摸。有鉴于此,作者最近通过测量PL光谱观察到具有小扭转角的WSe2/WSe2 T-HB中的莫尔层内激子。能量范围为1.55-1.73 eV的多个分裂峰与单层WSe2激子峰不同。分裂峰是由通过莫尔电位俘获层内激子引起的。温度、激光功率和谷极化的变化进一步证明了莫尔电位对莫尔层内激子的限制作用。本文的研究发现为探索新的相关量子现象及其应用提供了新途径。

Light: Science & Applications (2022) 11:166.



报告人:张天天


Intralayer charge-transfer moiré excitons in van der Waals superlattices


过渡金属二硫族化合物异质双层的莫尔条纹是一种探索新奇物理的理想平台,在其上可以容纳不寻常的相关电子相、新兴磁性和相关激子物理。尽管通过光学测量确定了,新的莫尔激子态的存在,但对这些态的微观本质,仍然知之甚少,通常依赖于经验拟合模型。基于时变密度泛函理论(DFT)的第一原理计算并不能准确捕捉二维半导体中复杂的介电屏蔽,而正确描述介电屏蔽是非常重要的。在这里,结合 ab initio GW-BSE (其中G和W分别表示单粒子格林函数和屏蔽库仑相互作用加上Bethe–Salpeter计算)预测与微反射光谱相结合,在旋转排列的 WSe2/WS2异质结构中各种莫尔激子共振的性质。研究发现了,一组丰富的莫尔激子,这些莫尔激子无法被现行的连续介质模型捕获。研究计算显示了具有不同特征的莫尔激子,包括调制的Wannier激子和以前未确定的层内电荷转移激子。通过不同莫尔激子共振的独特载流子密度和磁场依赖性,实验证实了这些不同激子的特征。这一研究,突出了过渡金属二硫族化合物莫尔超晶格中,可能出现的高度非平凡激子态,并提出了通过设计具有特定空间特征的激发态,以调节莫尔系统中多体物理的新方法。

Nature (2022) vol 609.



报告人:张天天


Asymmetric Metal/α-In2Se3/Si Crossbar Ferroelectric Semiconductor Junction


普渡大学Mengwei Si、Zhuocheng Zhang、Dongqi Zheng和Junkang Li研究员团队在ACS Nano上发表了题为“Asymmetric Metal/α-In2Se3/Si Crossbar Ferroelectric Semiconductor Junction”的研究。作者提出并报告了不对称金属/α-In2Se3/Si 交叉铁电半导体结(c-FSJ)的实验演示。通过铁电极化有效调制与参杂硅耗尽区的有效肖特基势垒高度。实现了高性能的α-In2Se3 c-FSJ,其在室温下具有大于104的高开/关比,在140℃的高温下具有大于103的开/关比,保持时间大于104 s,耐久性大于106次循环。并且通过引入金属/α-In2Se3/绝缘体/金属结构,α-In2Se3不对称FSJs的开/关比可以进一步提高到> 108。这些结果表明α-In2Se3 c-FSJ是一种有前途的低功耗高密度非易失性存储器和神经形态计算应用的候选铁电器件

Mengwei Si. et al. ACS Nano 2021, 15, 3, 5689–5695.



报告人:刘腾漳


Electrically Driven Reversible Phase Changes in Layered In2Se3 Crystalline Film.


成均馆大学Min Sup Choi、Jee-Hwan Bae、Cheol-Woong Yang研究员团队在Advanced Materials上发表了题为“Electrically Driven Reversible Phase Changes in Layered In2Se3 Crystalline Film”的研究。首次报道了一种由In2Se3制成的非常规相变存储器(PCM ),它利用了低电阻结晶β相和高电阻结晶γ相之间的可逆相变。使用剥离的层状In2Se3晶体薄膜的PCM,结果表明,SET/RESET 编程状态是通过周期性范德华 (vdW) 间隙(即虚拟空位层)的形成/湮灭而形成的原子层的堆叠以及跨层的 In 和 Se 原子的重新配置。分别以具有vdW间隙的八面体键和没有vdW间隙的四面体键为特征的β和γ相显示出具有0.78和1.86 eV的能带隙值,这与伴随β-γ相变的金属-绝缘体转变相一致。与iPCM中采用的GeTe-Sb2Te3超晶格薄膜相比,本文报道的单片In2Se3层状薄膜提供了一种实现基于无熔化、低熵相变的PCM的新方法。

Min Sup Choi. et al. Adv. Mater. 2017, 29, 1703568.



报告人:刘腾漳


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