从一个大面积的二维材料激光,通过双共振的metasurface启用.
Isabel Barth1, Manuel Deckart1, Donato Conteduca1
1School of Physics, Engineering and Technology, University of York, York YO10 5DD, U.K.
ACS nano
|May 6, 2024
概括
通过化学蒸汽沉积生长的大面积二硫化物 (WS2) 单层使室温纳米激光成为可能. 这些新型WS2激光器具有超低的值和增强的连贯性,为实际应用铺平了道路.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 光电学是指光电子产品.
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 半导体过渡金属二甲基化物 (TMDs) 是纳米激光器有希望的增益介质.
- 现有的TMD激光器在输出功率和尺寸上面临限制,原因是活性材料的薄型和机械剥落.
研究的目的:
- 为了证明从一个大面积的二硫化物 (WS2) 单层中进行室温激光.
- 为了研究WS2单层激光器与双共振介电元表面集成的性能.
主要方法:
- 晶圆级化学蒸气沉积 (CVD) 用于种植大面积的WS2单层.
- 将WS2单层与具有矩形格子的双共振介电元面集成.
- 激光性能的表征,包括方向性,输出功率和空间连贯性.
主要成果:
- 从一个大面积的WS2单层中实现室温激光.
- 由于增强的光物质相互作用,证明了超低值操作 (低于1W/cm2).
- 观察到连贯度长度超过30μm,明显高于之前报告的2D材料激光器.
结论:
- 在介电元面上的CVD培养的WS2单层对于室温纳米激光应用是有效的.
- 增强的连贯度长度为先进的光子集成电路开辟了可能性.
- 这项工作促进了使用基于二维材料的激光器开发现实世界的应用程序.


