Coherent coupling of WS2 monolayers with metallic photonic nanostructures at room temperature

Nano Letters

Volumn 16, Issue 7, 2016, Pages 4368-4374

  Wang, Shaojun ^a   Li, Songlin ^a   Chervy, Thibault ^a   Shalabney, Atef ^a,b   Azzini, Stefano ^a   Orgiu, Emanuele ^a   Hutchison, James A ^a   Genet, Cyriaque ^a   Samorì, Paolo ^a   Ebbesen, Thomas W ^a  

^a UNIVERSITÉ DE STRASBOURG   (France)

^b ORT BRAUDE COLLEGE   (Israel)

Author keywords

2D materials; polaritonics; Strong coupling; surface plasmons; WS2 monolayers

Indexed keywords

DIELECTRIC WAVEGUIDES; EXCITONS; PLASMONS;

ABSORPTION CO-EFFICIENT; COUPLING CONDITION; EXCITON TRANSITIONS; PHOTONIC NANOSTRUCTURES; POLARITONICS; SPIN-ORBIT COUPLINGS; STRONG COUPLING; SURFACE PLASMONS;

MONOLAYERS;

EID: 84978696116     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.6b01475     Document Type: Article

References (42)

1. Deng, H.; Weihs, G.; Snoke, D.; Bloch, J.; Yamamoto, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2003, 100 (26) 15318-15323 10.1073/pnas.2634328100
2. Kena-Cohen, S.; Forrest, S. R. Nat. Photonics 2010, 4 (6) 371-375 10.1038/nphoton.2010.86
3. Kasprzak, J.; Richard, M.; Kundermann, S.; Baas, A.; Jeambrun, P.; Keeling, J. M. J.; Marchetti, F. M.; Szymanska, M. H.; Andre, R.; Staehli, J. L.; Savona, V.; Littlewood, P. B.; Deveaud, B.; Dang, L. S. Nature 2006, 443 (7110) 409-414 10.1038/nature05131
4. Orgiu, E.; George, J.; Hutchison, J. A.; Devaux, E.; Dayen, J. F.; Doudin, B.; Stellacci, F.; Genet, C.; Schachenmayer, J.; Genes, C.; Pupillo, G.; Samori, P.; Ebbesen, T. W. Nat. Mater. 2015, 14, 1123-1129 10.1038/nmat4392
5. Hutchison, J. A.; Liscio, A.; Schwartz, T.; Canaguier-Durand, A.; Genet, C.; Palermo, V.; Samori, P.; Ebbesen, T. W. Adv. Mater. 2013, 25 (17) 2481-2485 10.1002/adma.201203682
6. Wang, S.; Mika, A.; Hutchison, J. A.; Genet, C.; Jouaiti, A.; Hosseini, M. W.; Ebbesen, T. W. Nanoscale 2014, 6 (13) 7243-7248 10.1039/c4nr01971g
7. Haroche, S.; Kleppner, D. Phys. Today 1989, 42 (1) 24-30 10.1063/1.881201
8. Raimond, J.-M.; Haroche, S. Exploring the Quantum; Oxford University Press: Oxford, 2006.
9. Torma, P.; Barnes, W. L. Rep. Prog. Phys. 2015, 78 (1) 013901 10.1088/0034-4885/78/1/013901
10. Mak, K. F.; Lee, C.; Hone, J.; Shan, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2010, 105 (13) 136805 10.1103/PhysRevLett.105.136805
11. Splendiani, A.; Sun, L.; Zhang, Y. B.; Li, T. S.; Kim, J.; Chim, C. Y.; Galli, G.; Wang, F. Nano Lett. 2010, 10 (4) 1271-1275 10.1021/nl903868w
12. Ramakrishna Matte, H. S. S.; Gomathi, A.; Manna, A. K.; Late, D. J.; Datta, R.; Pati, S. K.; Rao, C. N. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49 (24) 4059-4062 10.1002/anie.201000009
13. Chernikov, A.; Berkelbach, T. C.; Hill, H. M.; Rigosi, A.; Li, Y.; Aslan, O. B.; Reichman, D. R.; Hybertsen, M. S.; Heinz, T. F. Phys. Rev. Lett. 2014, 113 (7) 076802 10.1103/PhysRevLett.113.076802
14. Liu, H.-L.; Shen, C.-C.; Su, S.-H.; Hsu, C.-L.; Li, M.-Y.; Li, L.-J. Appl. Phys. Lett. 2014, 105 (20) 201905 10.1063/1.4901836
15. Zhu, B.; Chen, X.; Cui, X. Sci. Rep. 2015, 5, 9218 10.1038/srep09218
16. Gomez, D. E.; Vernon, K. C.; Mulvaney, P.; Davis, T. J. Nano Lett. 2010, 10, 274-278 10.1021/nl903455z
17. Wang, S.; Chervy, T.; George, J.; Hutchison, J. A.; Genet, C.; Ebbesen, T. W. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5 (8) 1433-1439 10.1021/jz5004439
18. Cao, T.; Wang, G.; Han, W. P.; Ye, H. Q.; Zhu, C. R.; Shi, J. R.; Niu, Q.; Tan, P. H.; Wang, E.; Liu, B. L.; Feng, J. Nat. Commun. 2012, 3, 887 10.1038/ncomms1882
19. Xu, X. D.; Yao, W.; Xiao, D.; Heinz, T. F. Nat. Phys. 2014, 10 (5) 343-350 10.1038/nphys2942
20. Rivera, P.; Seyler, K. L.; Yu, H. Y.; Schaibley, J. R.; Yan, J. Q.; Mandrus, D. G.; Yao, W.; Xu, X. D. Science 2016, 351 (6274) 688-691 10.1126/science.aac7820
21. Xiao, D.; Liu, G.-B.; Feng, W.; Xu, X.; Yao, W. Phys. Rev. Lett. 2012, 108 (19) 196802 10.1103/PhysRevLett.108.196802
22. Amani, M.; Lien, D. H.; Kiriya, D.; Xiao, J.; Azcatl, A.; Noh, J.; Madhvapathy, S. R.; Addou, R.; Santosh, K. C.; Dubey, M.; Cho, K.; Wallace, R. M.; Lee, S. C.; He, J. H.; Ager, J. W.; Zhang, X.; Yablonovitch, E.; Javey, A. Science 2015, 350 (6264) 1065-1068 10.1126/science.aad2114
23. Ye, Y.; Wong, Z. J.; Lu, X. F.; Ni, X. J.; Zhu, H. Y.; Chen, X. H.; Wang, Y.; Zhang, X. Nat. Photonics 2015, 9, 733-737 10.1038/nphoton.2015.197
24. Ross, J. S.; Klement, P.; Jones, A. M.; Ghimire, N. J.; Yan, J. Q.; Mandrus, D. G.; Taniguchi, T.; Watanabe, K.; Kitamura, K.; Yao, W.; Cobden, D. H.; Xu, X. D. Nat. Nanotechnol. 2014, 9 (4) 268-272 10.1038/nnano.2014.26
25. Li, Y.; Rao, Y.; Mak, K. F.; You, Y.; Wang, S.; Dean, C. R.; Heinz, T. F. Nano Lett. 2013, 13 (7) 3329-3333 10.1021/nl401561r
26. Sie, E. J.; McIver, J. W.; Lee, Y.-H.; Fu, L.; Kong, J.; Gedik, N. Nat. Mater. 2014, 14 (3) 290-294 10.1038/nmat4156
27. Liu, X.; Galfsky, T.; Sun, Z.; Xia, F.; Lin, E.-c.; Lee, Y.-H.; Kéna-Cohen, S.; Menon, V. M. Nat. Photonics 2014, 9 (1) 30-34 10.1038/nphoton.2014.304
28. Dufferwiel, S.; Schwarz, S.; Withers, F.; Trichet, A. A. P.; Li, F.; Sich, M.; Del Pozo-Zamudio, O.; Clark, C.; Nalitov, A.; Solnyshkov, D. D.; Malpuech, G.; Novoselov, K. S.; Smith, J. M.; Skolnick, M. S.; Krizhanovskii, D. N.; Tartakovskii, A. I. Nat. Commun. 2015, 6, 8579 10.1038/ncomms9579
29. Liu, W.; Lee, B.; Naylor, C. H.; Ee, H.-S.; Park, J.; Johnson, A. T. C.; Agarwal, R. Nano Lett. 2016, 16 (2) 1262-1269 10.1021/acs.nanolett.5b04588
30. Li, Y. L.; Chernikov, A.; Zhang, X.; Rigosi, A.; Hill, H. M.; van der Zande, A. M.; Chenet, D. A.; Shih, E. M.; Hone, J.; Heinz, T. F. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2014, 90 (20) 205422 10.1103/PhysRevB.90.205422
31. Yuan, L.; Huang, L. B. Nanoscale 2015, 7 (16) 7402-7408 10.1039/C5NR00383K
32. Kim, M. S.; Yun, S. J.; Lee, Y.; Seo, C.; Han, G. H.; Kim, K. K.; Lee, Y. H.; Kim, J. ACS Nano 2016, 10 (2) 2399-2405 10.1021/acsnano.5b07214
33. Barnes, W. J. Mod. Opt. 1998, 45 (4) 661-699 10.1080/09500349808230614
34. Brongersma, M. L.; Halas, N. J.; Nordlander, P. Nat. Nanotechnol. 2015, 10 (1) 25-34 10.1038/nnano.2014.311
35. Li, Z.; Xiao, Y.; Gong, Y.; Wang, Z.; Kang, Y.; Zu, S.; Ajayan, P. M.; Nordlander, P.; Fang, Z. ACS Nano 2015, 9 (10) 10158-10164 10.1021/acsnano.5b03764
36. Genet, C.; Ebbesen, T. W. Nature 2007, 445 (7123) 39-46 10.1038/nature05350
37. Schwartz, T.; Hutchison, J. A.; Genet, C.; Ebbesen, T. W. Phys. Rev. Lett. 2011, 106 (19) 196405 10.1103/PhysRevLett.106.196405
38. Zengin, G.; Wersäll, M.; Nilsson, S.; Antosiewicz, T. J.; Käll, M.; Shegai, T. Phys. Rev. Lett. 2015, 114 (15) 157401 10.1103/PhysRevLett.114.157401
39. Rodriguez, S. R. K.; Feist, J.; Verschuuren, M. A.; Garcia Vidal, F. J.; Gomez Rivas, J. G. Phys. Rev. Lett. 2013, 111 (16) 166802 10.1103/PhysRevLett.111.166802
40. Hutchison, J. A.; Schwartz, T.; Genet, C.; Devaux, E.; Ebbesen, T. W. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51 (7) 1592-1596 10.1002/anie.201107033
41. Shalabney, A.; George, J.; Hutchison, J.; Pupillo, G.; Genet, C.; Ebbesen, T. W. Nat. Commun. 2015, 6, 5981 10.1038/ncomms6981
42. Li, S.-L.; Komatsu, K.; Nakaharai, S.; Lin, Y.-F.; Yamamoto, M.; Duan, X.; Tsukagoshi, K. ACS Nano 2014, 8 (12) 12836-12842 10.1021/nn506138y