Excitonic Lasers in Atomically Thin 2D Semiconductors
Source abstract
Abstract
Two-dimensional (2D) atomically thin transition-metal dichalcogenides (TMD) and their van der Waals (vdW) heterostructures offer a platform with tightly bound intralayer/interlayer excitons for the on-chip fabrication of ultracompact nanolasers. Excitons in 2D TMD materials present a considerable binding energy of up to hundreds of meV, which permits a high Mott transition density of 1014 cm–2 and stable excitonic lasing under room-temperature operation and high pump fluences. Here, we review the recent progress on the lasing emission from intralayer excitons in TMD monolayers and interlayer excitons in vdW heterostructures incorporated with various high-quality optical cavities, including photonic-crystal, whispering-gallery-mode, distributed-feedback, distributed-Bragg-reflector cavities. Lasing emissions in TMD monolayers and heterostructures have been demonstrated by narrow emission peaks, a clear threshold for nonlinear amplification, time- and spatial coherence under either continuous-wave or pulsed light pumping. Finally, prospective and frontier research topics, including large-scale on-chip integration of TMD nanolasers, electrically pumped lasers, spin-polarized nanolasers, and exciton–polariton Bose–Einstein condensation (BEC) are highlighted.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline
Research context
OpenAlex topics: 2D Materials and Applications · Strong Light-Matter Interactions · Perovskite Materials and Applications
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
Affiliations
Division of Physics and Applied Physics, School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University, 637371 Singapore
Funding
Ministry of Education - Singapore · National Research Foundation Singapore
References (100+)
Show source-provided references
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