ハイブリッドWS2-Optical-Fiber-Nanowire構造における調整可能で強化された光放出

近年、2次元（2D）遷移金属ジチャルコゲニド（TMDC）は、顕著な物理的および化学的特性のために新たな関心を集めています。グラフェンと同様に、TMDCの原子厚は光電子アプリケーションを大幅に制限します。この研究では、光と物質の相互作用のブロードバンド増強のためのハイブリッドWS2-Optical-Fiber-Nanowire（WOFN）構造、すなわち、光吸収、フォトルミネセンス（PL）、および第二水和生成（SHG）をエバネセントフィールドを介して報告します。カップリング。光ファイバナノワイヤ（OFN）の異方性光場とWS2の異方性2次感受性テンソルとの相互作用は、理論的および実験的に体系的に研究されています。特に、WOFNの効率的なSHGは、同じ条件下でWS2統合の前の同じnのそれよりも20倍大きいようです。さらに、Silicaの大規模な構成可能性により、ひずみがWOFNでPLとSHGを効率的に操作できることを示しています。我々の結果は、調整可能な高性能フォトニックデバイスのための導波路結合TMDC構造の潜在的なアプリケーションを示しています。

In recent years, the two-dimensional (2D) transition metal dichalcogenides (TMDCs) have attracted renewed interest owing to their remarkable physical and chemical properties. Similar to that of graphene, the atomic thickness of TMDCs significantly limits their optoelectronic applications. In this study, we report a hybrid WS2-optical-fiber-nanowire (WOFN) structure for broadband enhancement of the light-matter interactions, i.e., light absorption, photoluminescence (PL) and second-harmonic generation (SHG), through evanescent field coupling. The interactions between the anisotropic light field of an optical fiber nanowire (OFN) and the anisotropic second-order susceptibility tensor of WS2 are systematically studied theoretically and experimentally. In particular, an efficient SHG in the WOFN appears to be 20 times larger than that in the same OFN before the WS2 integration under the same conditions. Moreover, we show that strain can efficiently manipulate the PL and SHG in the WOFN owing to the large configurability of the silica OFN. Our results demonstrate the potential applications of waveguide-coupled TMDCs structures for tunable high-performance photonic devices.