核壳纳米腔中的SP-激子耦合动力学与等离激元激光特性研究
近日，课题组博士生王茹发表了题为Plasmon-exciton Coupling Dynamics and Plasmonic Lasing in Core-shell Nanocavity 的封面论文( nanosale, 2021, 1区TOP, IF: 6.895)
由于表面等离激元(SP)空间局域性的等离子体纳米激光器引起了人们对纳米光子学的极大兴趣，特别是在光电子和光子集成方面有潜在的应用，甚至可以突破衍射极限。为了提高纳米腔的高性能，如何更有效地限制光场来提高光学增益并减少损耗仍然是一个具有挑战性的问题。在此，我们采用简单的磁控溅射法设计了一个半导体/金属(ZnO/Al)的核壳纳米腔，理论和实验研究都证明了该结构具有等离激元激光和SP-激子耦合动力学行为。首先我们从模拟结果表明，光场在核壳结构中实现了三维光学约束，而优化后的ZnO/Al核壳纳米激光器的阈值比相同尺寸的ZnO光子纳米激光器更低。更重要的是，激光模式蓝移和低温光致发光(PL)光谱证明了ZnO/Al核壳纳米腔中的SP -激子耦合。Purcell因子和PL衰减时间的分析表明了，SP -激子耦合加速了激子复合速率，增强了自发辐射向受激辐射的转化。该研究提供了一种通过设计材料配置和器件结构而获得高性能等离激元激光的方法。
