研究前沿：任浩然，二维材料WS₂，谷光电子芯片 | Nature Photonics

本文报道了片上可编程谷光电子纳米电路的研究进展。背景方面，过渡金属二硫族化合物的谷自由度与圆偏振光激发的谷极化激子直接耦合，能实现超快光驱动谷电子学，但完全集成的谷光电子学（包括芯片上原位产生、选择性路由及电学读取谷依赖手性光子）仍是挑战。研究目的上，团队旨在弥合光波谷电子学关键空白，推动紧凑、可编程、可扩展的谷信息处理。结论方面，澳大利亚莫纳什大学任浩然、Stefan A. Maier团队联合新加坡科技研究局和澳门科技大学，在Nature Photonics发表成果，设计了谷驱动的混合光电子纳米电路。该电路将手性选择性超波导光电探测器与过渡金属二硫族化合物集成，在室温下利用封装在超波导中的单层二硫化钨，通过二次谐波产生生成近乎完美的谷依赖手性光子（手性接近1），并选择性耦合到单向波导模式，偏振选择性高达0.97。这些谷依赖波导模式被原子级薄的少层二硒化钨光电探测器探测，仅对带隙以上上转换光子响应，实现谷复用图像的全片上处理，为基于光的谷电子学量子技术发展铺平道路。