Les chercheurs du LMU ont développé une métasurface qui permet des effets de couplage forts entre les dichalcogénures de métaux légers et de changeover (TMDC).
L’interaction de la lumière et de la matière à l’échelle nanométrique est un facet essentiel de la nanophotonique. Les nanosystèmes résonnants permettent aux scientifiques de contrôler et d’améliorer l’énergie électromagnétique à des volumes inférieurs à la longueur d’onde de la lumière incidente. En plus de permettre une capture beaucoup furthermore efficace de la lumière solaire, ils facilitent également l’amélioration du guidage des ondes optiques et du contrôle des émissions. Le fort couplage de la lumière avec l’excitation électronique dans les matériaux à l’état solide génère des états photoniques et électroniques hybrides, appelés polaritons, qui peuvent présenter des propriétés intéressantes telles que la condensation de Bose-Einstein et la superfluidité.
Une nouvelle étude, publiée dans la revue Nature Elements, présente les progrès du couplage de la lumière et de la matière à l’échelle nanométrique. Des chercheurs dirigés par le physicien du LMU, le Dr Andreas Tittl, ont développé une métasurface qui permet de forts effets de couplage entre les dichalcogénures de métaux légers et de changeover (TMDC). Cette nouvelle plate-forme est basée sur les états liés photoniques dans le continuum, appelés BIC, dans le bisulfure de tungstène nanostructuré (WS2). L’utilisation simultanée de WS2 comme matériau de foundation pour la fabrication de métasurfaces à résonances aiguës et comme partenaire de couplage supportant l’excitation du matériau actif ouvre de nouvelles possibilités de recherche dans les purposes polaritoniques.
Une percée importante dans cette recherche est le contrôle de la pressure de couplage, qui est indépendante des pertes dans le matériau. Parce que la plate-forme de métasurface est capable d’intégrer sans difficulté d’autres TMDC ou matériaux excitoniques, elle peut fournir des informations fondamentales et des ideas de dispositifs pratiques pour les apps polaritoniques. De furthermore, le concept de la métasurface nouvellement développée fournit une foundation pour des apps dans les lasers à semi-conducteurs contrôlables à bas seuil, l’amélioration photocatalytique et l’informatique quantique.
