综述：超表面–过渡金属二硫化物单层杂化体系的强耦合与纳米级光源研究综述

《Nanomaterials》：Metasurface–TMDCs for Strong Coupling and Emerging Nanoscale Light Sources

　　超表面–过渡金属二硫化物（TMDC）单层杂化体系是强耦合和紧凑型量子纳米光子器件的有前景的平台。本综述讨论了这些体系的主要理论、设计方法、近期实验和应用，重点关注单光子发射和激光发射。我们阐释了模式体积和品质因子在这些体系中如何协同作用。介电和等离激元超表面在光学损耗和场约束之间提供了不同的平衡。由于已报道的体系在TMDC材料、温度、激子线宽和场重叠方面各不相同，仅凭其拉比劈裂无法建立两种平台的固有排序。在强耦合区，极化激元非线性可实现光子阻塞和高纯度单光子发射，但在室温下实现这一目标在很大程度上仍停留在理论层面。光子激光已在超表面–TMDC体系中得到验证，但来自TMDC单层与介电或等离激元超表面结合的极化激元激光的明确证据仍然缺失。主要挑战包括介电结构中的激子–激子湮灭和弱模式重叠，以及金属谐振腔中极短的光子寿命。最后，我们讨论了实验基准和高品质因子等离激元超表面的可扩展洁净室制造，包括介电超表面。这些结构适用于室温、定向、超快和节能的纳米级光源。此外，还概述了用于操控所产生发射光的低损耗介电超表面，这对于片上光的引导和操控以及直接准直并与光纤对准至关重要。