Starke Licht-Materie-Kopplung in van der Waals-Materialien

In den letzten Jahren sind zweidimensionale (2D) van der Waals Materialien zu einem Schwerpunkt in der Materialforschung geworden, da sie aufgrund ihres Potenzials, verschiedene atomare Schichten zu isolieren und synergetisch zu kombinieren, zunehmend Aufmerksamkeit auf sich ziehen. Atomar dünne Übergangsmetall-Dichalkogenide (TMDs) gehören zu den attraktivsten van der Waals Materialien, aufgrund ihrer außergewöhnlichen elektronischen und optischen Eigenschaften. Die fest gebundenen Exzitonen mit riesiger Oszillatorstärke machen TMDs zu einer idealen Plattform, um starke Licht-Materie-Kopplung zu untersuchen, wenn sie mit optischen Kavitäten integriert sind, was ein breites Spektrum an Möglichkeiten für die Erkundung neuartiger polaritons physik und Geräte bietet. In diesem Überblick konzentrieren wir uns auf die jüngsten Fortschritte in der TMD-basierten starken Licht-Materie-Kopplung. An erster Stelle diskutieren wir die verschiedenen optischen Strukturen, die stark mit TMD Materialien gekoppelt sind, wie Fabry-Perot-Kavitäten, photonische Kristalle und plasmonische Nanokavitäten. Anschließend präsentieren wir mehrere faszinierende Eigenschaften und relevante Geräteanwendungen von TMD-Polaritonen. Am Ende skizzieren wir vielversprechende zukünftige Richtungen für das Studium der starken Licht-Materie-Kopplung in van der Waals-Materialien.