О лазерной генерации двумерных материалов с накачкой на квазизапертых модах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Предложена модель для описания лазерной генерации двумерных полупроводниковых пленок с ближнеполевой накачкой посредством квазизапертых мод, возбуждаемых в диэлектрических метаповерхностях. Спроектирован дизайн метаструктуры, состоящей из покрытой MoTe2 пленкой Si метаповерхности, в которой совмещены узкоспектральный резонанс квазизапертой моды и широкий экситонный резонанс двумерного материала. Определены условия порога генерации в MoTe2 пленке с накачкой квазизапертыми модами и показана возможность поляризационного управления излучением предложенной метаструктуры.

Об авторах

М. Ю. Губин

Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых (ВлГУ); Московский физико-технический институт (МФТИ)

Email: alprokhorov33@gmail.com
600000, Владимир, Россия; 141701, Долгопрудный, Московская обл., Россия

А. В. Шестериков

Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых (ВлГУ); Московский физико-технический институт (МФТИ)

Email: alprokhorov33@gmail.com
600000, Владимир, Россия; 141701, Долгопрудный, Московская обл., Россия

В. С. Волков

Московский физико-технический институт (МФТИ)

Email: alprokhorov33@gmail.com
141701, Долгопрудный, Московская обл., Россия

А. В. Прохоров

Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых (ВлГУ); Московский физико-технический институт (МФТИ)

Автор, ответственный за переписку.
Email: alprokhorov33@gmail.com
600000, Владимир, Россия; 141701, Долгопрудный, Московская обл., Россия

Список литературы

  1. M. I. Stockman, J. Opt. 12, 024004 (2010).
  2. M. A. Noginov, G. Zhu, A. M. Belgrave, R. Bakker, V. M. Shalaev, E. E. Narimanov, S. Stout, E. Herz, T. Suteewong, and U. Wiesner, Nature 460, 1110 (2009).
  3. A. V. Shesterikov, M. Yu. Gubin, S. N. Karpov, and A. V. Prokhorov, JETP Lett. 107, 435 (2018).
  4. A. B. Evlyukhin, S. M. Novikov, U. Zywietz, R. L. Eriksen, C. Reinhardt, S. I. Bozhevolnyi, and B. N. Chichkov, Nano Lett. 12, 3749 (2012).
  5. P. Tonkaev and Yu. Kivshar, JETP Lett. 112, 615 (2020).
  6. A. I. Kuznetsov, A. E. Miroshnichenko, Y. H. Fu, J. Zhang, and B. Luk'yanchuk, Sci. Rep. 2, 492 (2012).
  7. E. Tiguntseva, K. Koshelev, A. Furasova, P. Tonkaev, V. Mikhailovskii, E. V. Ushakova, D. G. Baranov, T. Shegai, A. A. Zakhidov, Y. Kivshar, and S. V. Makarov, ACS Nano 14, 8149 (2020).
  8. N. M. Shubin, V. V. Kapaev, and A. A. Gorbatsevich, JETP Lett. 116, 205 (2022).
  9. A. M. Chernyak, M. G. Barsukova, A. S. Shorokhov, A. I. Musorin, and A. A. Fedyanin, JETP Lett. 111, 46 (2020).
  10. C. W. Hsu, B. Zhen, A. D. Stone, J. D. Joannopoulos, and M. Soljaˇci'c, Nat. Rev. Mater. 1, 16048 (2016).
  11. A. B. Evlyukhin, V. R. Tuz, V. S. Volkov, and B. N. Chichkov, Phys. Rev. B 101, 205415 (2020).
  12. A. V. Prokhorov, A. V. Shesterikov, M. Yu. Gubin, V. S. Volkov, and A. B. Evlyukhin, Phys. Rev. B 106, 035412 (2022).
  13. Y. Li, J. Zhang, D. Huang, H. Sun, F. Fan, J. Feng, Z. Wang, and C. Z. Ning, Nature Nanotechnol. 12, 987 (2017).
  14. G. A. Ermolaev, D. V. Grudinin, Y. V. Stebunov et al. (Collaboration), Nat.Commun. 12, 854 (2021).
  15. M. M. Glazov and E. L. Ivchenko, JETP Lett. 113, 10 (2021).
  16. A. B. Evlyukhin, M. A. Poleva, A. V. Prokhorov, K. V. Baryshnikova, A. E. Miroshnichenko, and B. N. Chichkov, Laser Photonics Rev. 15, 2100206 (2021).
  17. A. B. Evlyukhin, T. Fischer, C. Reinhardt, and B. N. Chichkov, Phys. Rev. B 94, 205434 (2016).
  18. A. B. Evlyukhin and B. N. Chickov, Phys. Rev. B 100, 125415 (2019).
  19. D. Ghazaryan, M. T. Greenaway, Z. Wang et al. (Collaboration), Nat. Electron. 1, 344 (2018).
  20. I. G. Lezama, A. Arora, A. Ubaldini, C. Barreteau, E. Giannini, M. Potemski, and A. F. Morpurgo, Nano Lett. 15, 2336 (2015).
  21. A. R. Beal and H. P. Hughes, J. Phys. C: Solid State Phys. 12, 881 (1979).
  22. A. Baranov and E. Tournie, Semiconductor lasers. Fundamentals and applications; Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials # 33, Woodhead Publishing Limited, Oxford, Cambridge, Philadelphia, New Delhi (2013).
  23. Q. Gu and Y. Fainman, Semiconductor Nanolasers, Cambridge University Press, Cambridge (2017).
  24. L. Li, M.-F. Lin, X. Zhang, A. Britz, A. Krishnamoorthy, R. Ma, R. K. Kalia, A. Nakano, P. Vashishta, P. Ajayan, M. C. Ho mann, D. M. Fritz, U. Bergmann, and O. V. Prezhdo, Nano Lett. 19, 6078 (2019).
  25. C. Z. Ning, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 19, 1503604 (2013).
  26. B. Munkhbat, P. Wrobel, T. J. Antosiewicz, and T. Shegai, arXiv:2203.13793 (2022).
  27. Z. -Y. Li and Y. Xia, Nano Lett. 10, 243 (2010).
  28. Y. Zhang, J. Li, Y. Wu, L. Liu, X. Ming, T. Jia, and H. Zhang, Plasmonics 12, 1983 (2017).
  29. U. Zywietz, A. B. Evlyukhin, C. Reinhardt, and B. N. Chichkov, Nat.Commun. 5, 3402 (2014).
  30. А. А. Жаров, Н. А. Жарова, JETP 162, 844 (2022).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023