Enhanced nonlinear interaction of polaritons via excitonic Rydberg states in monolayer WSe(2).
Enhanced nonlinear interaction of polaritons via excitonic Rydberg states in monolayer WSe(2).
复制标题
通过单层二硒化钨（WSe₂ ）中的激子里德堡态增强极化激元的非线性相互作用 。
DOI：
10.1038/s41467-021-22537-x
复制
发表时间：
2021-04-15
影响因子：
16.6
通讯作者：
Menon VM
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Gu J;Walther V;Waldecker L;Rhodes D;Raja A;Hone JC;Heinz TF;Kéna-Cohen S;Pohl T;Menon VM
强光学非线性在实现量子光子技术中起着核心作用。激子极化激元由材料激发态与腔光子杂化产生，是实现此类非线性的一个颇具吸引力的候选体系。虽然基态激子之间的相互作用能产生显著的光学非线性，但这种相互作用的强度通常不足以达到量子非线性光学的范畴。然而，激发态具有更强的相互作用，因此有望实现单光子非线性的量子领域。在此，我们展示了利用嵌入微腔的单层二硒化钨（WSe₂）中的激发态激子形成激子极化激元。所实现的激发态极化激元展现出增强的非线性响应，约为基态激子非线性响应的4.6倍。激发态激子极化激元增强的非线性响应的展示，凸显了产生强激子极化激元相互作用的潜力，而这是固态量子光子技术必不可少的基础要素。
在此，作者展示了利用嵌入微腔的单层WSe₂ 中的激发态里德堡激子形成具有增强非线性响应的激子极化激元 。
Strong optical nonlinearities play a central role in realizing quantum photonic technologies. Exciton-polaritons, which result from the hybridization of material excitations and cavity photons, are an attractive candidate to realize such nonlinearities. While the interaction between ground state excitons generates a notable optical nonlinearity, the strength of such interactions is generally not sufficient to reach the regime of quantum nonlinear optics. Excited states, however, feature enhanced interactions and therefore hold promise for accessing the quantum domain of single-photon nonlinearities. Here we demonstrate the formation of exciton-polaritons using excited excitonic states in monolayer tungsten diselenide (WSe2) embedded in a microcavity. The realized excited-state polaritons exhibit an enhanced nonlinear response ∼ which is ∼4.6 times that for the ground-state exciton. The demonstration of enhanced nonlinear response from excited exciton-polaritons presents the potential of generating strong exciton-polariton interactions, a necessary building block for solid-state quantum photonic technologies. Here, the authors show the formation of exciton-polaritons with enhanced nonlinear response using excited excitonic Rydberg states in monolayer WSe2 embedded in a microcavity.
登录
查看更多内容
影响因子：
38.3
作者：
Barachati, Fabio;Fieramosca, Antonio;Kena-Cohen, Stephane
通讯作者：
Kena-Cohen, Stephane
影响因子：
16.6
作者：
Goryca, M.;Li, J.;Crooker, S. A.
通讯作者：
Crooker, S. A.
影响因子：
64.8
作者：
Kasprzak, J.;Richard, M.;Dang, Le Si
通讯作者：
Dang, Le Si
影响因子：
3.7
作者：
Ciuti, C;Savona, V;Schwendimann, P
通讯作者：
Schwendimann, P
影响因子：
8.6
作者：
He, Keliang;Kumar, Nardeep;Shan, Jie
通讯作者：
Shan, Jie