直接帶隙過渡金屬二硫族化合物單層膜Direct-bandgap transition metal dichalcogenide monolayers，因其能谷對(duì)比光學(xué)選擇valley-contrasting optical selection定則，是構(gòu)建原子尺度自旋光學(xué)光源的有力候選。

近日，以色列理工學(xué)院（Technion-Israel Institute of Technology）Kexiu Rong， Erez Hasman等，在Nature Materials上發(fā)文，報(bào)道了一種自旋光學(xué)單層超薄激光器，主要是將單層二硫化鎢WS2結(jié)合到支持高Q光子自旋谷共振的異質(zhì)結(jié)構(gòu)微腔。

基于單層膜中產(chǎn)生的谷贗自旋，在連續(xù)介質(zhì)中，束縛態(tài)的光子Rashba型自旋分裂產(chǎn)生了自旋谷模式，在反轉(zhuǎn)對(duì)稱破缺下，由于光子自旋-軌道相互作用的出現(xiàn)，產(chǎn)生了相反的自旋極化±K谷。Rashba單層激光器顯示出固有的自旋極化、較高的空間和時(shí)間相干性，以及固有對(duì)稱性和魯棒性特征，在室溫任意泵浦極化時(shí)，在二硫化鎢WS2單層中，實(shí)現(xiàn)了谷相干性。

該項(xiàng)單層集成自旋谷微腔，為進(jìn)一步探索電子和光子自旋的經(jīng)典和非經(jīng)典相干自旋光光源，開辟了道路。

Spin-valley Rashba monolayer laser. 

自旋谷Rashba型單層超薄激光器

圖1:自旋谷Rashba單層納米超薄激光器的示意圖。

圖2:基于光子Rashba效應(yīng)產(chǎn)生自旋谷的原理。

圖3:自旋谷 (‘cold’) 光學(xué)微腔。

圖4:自旋谷Rashba單層激光的特性。

圖5:室溫Rashba單層激光的驗(yàn)證。

文獻(xiàn)鏈接

https://www.nature.com/articles/s41563-023-01603-3

https://doi.org/10.1038/s41563-023-01603-3

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