Valley coherent exciton-polaritons in a monolayer semiconductor.
Valley coherent exciton-polaritons in a monolayer semiconductor.
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DOI：
10.1038/s41467-018-07249-z
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发表时间：
2018-11-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Tartakovskii AI
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dufferwiel S;Lyons TP;Solnyshkov DD;Trichet AAP;Catanzaro A;Withers F;Malpuech G;Smith JM;Novoselov KS;Skolnick MS;Krizhanovskii DN;Tartakovskii AI
二维过渡金属二硫属化物（TMD）提供了一种独特的可能性，使用线偏振光产生和读出激子谷相干，开辟了远距离系统之间的谷信息传输的方式。然而，这些激子具有短的寿命（ps），并且通过电子-空穴交换相互作用有效地失去它们的谷相干性。在这里，我们表明，这些过程的控制，可以通过嵌入单层的WSe 2在光学微腔，形成部分光部分物质激子极化激元。我们证明了谷相干极化激元种群的光学初始化，表现出发光的线性偏振度高达3倍以上，由裸激子显示。我们利用外加磁场和选择性激子腔模失谐来控制极化激元谷的赝自旋矢量旋转，在B = 8 T时，赝自旋矢量旋转达到45°.这项工作提供了独特的见解，在TMD的退相干机制，并展示了潜在的工程谷赝自旋动力学在单层半导体嵌入光子结构。原子级薄的过渡金属二硫属化物中激子寿命短，限制了谷赝自旋和相干性的有效控制。在这里，作者操纵的激子相干性在WSe 2单层嵌入在一个光学微腔中的强光-物质耦合制度。
Two-dimensional transition metal dichalcogenides (TMDs) provide a unique possibility to generate and read-out excitonic valley coherence using linearly polarized light, opening the way to valley information transfer between distant systems. However, these excitons have short lifetimes (ps) and efficiently lose their valley coherence via the electron-hole exchange interaction. Here, we show that control of these processes can be gained by embedding a monolayer of WSe2 in an optical microcavity, forming part-light-part-matter exciton-polaritons. We demonstrate optical initialization of valley coherent polariton populations, exhibiting luminescence with a linear polarization degree up to 3 times higher than displayed by bare excitons. We utilize an external magnetic field alongside selective exciton-cavity-mode detuning to control the polariton valley pseudospin vector rotation, which reaches 45° at B = 8 T. This work provides unique insight into the decoherence mechanisms in TMDs and demonstrates the potential for engineering the valley pseudospin dynamics in monolayer semiconductors embedded in photonic structures. The short exciton life time in atomically thin transition metal dichalcogenides poses limitations to efficient control of the valley pseudospin and coherence. Here, the authors manipulate the exciton coherence in a WSe2 monolayer embedded in an optical microcavity in the strong light-matter coupling regime.
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影响因子：
5.5
作者：
Lundt, N.;Nagler, P.;Schneider, C.
通讯作者：
Schneider, C.
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作者：
Schwarz S;Dufferwiel S;Walker PM;Withers F;Trichet AA;Sich M;Li F;Chekhovich EA;Borisenko DN;Kolesnikov NN;Novoselov KS;Skolnick MS;Smith JM;Krizhanovskii DN;Tartakovskii AI
通讯作者：
Tartakovskii AI
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