光激发的外部调控是操控光-物质耦合的关键，对于光子技术具有极高的应用价值。单层半导体中的激子在这一背景下脱颖而出，成为一种独特的纳米尺度平台，展现出强光-物质耦合、自旋-谷锁定及卓越的可调性。尤为重要的是，由于激子发射体与自由电荷载流子的高效相互作用，它们能够实现光响应的电学开关，进而形成名为三激子和费米极化子的新型准粒子。然而，这些状态的光发射速度存在重大调节局限，致使多数应用局限于本质上静态的范畴。
在此，罗森多夫赫尔姆霍兹中心的Stephan Winnerl和德累斯顿工业大学的Alexey Chernikov团队展示了通过光注入后施加太赫兹频谱范围内的短脉冲，在单层半导体中激子发光体在超快皮秒时间尺度上的开关现象。该过程基于太赫兹光子吸收引发的光剥离作用，实现从带电激子到激子的快速转化。在光泵/太赫兹推动实验中监测时间分辨的发射动力学，实现了所需的共振条件，并展示了该过程对延迟时间和太赫兹脉冲功率的可调性。该研究成果为复合玻色-费米混合物发光激发的基础研究引入了一种多功能的实验工具，并为基于原子级薄材料的纳米光子器件新技术的开发开辟了道路。
图 2：太赫兹诱导激子转换的谐振条件。
参考文献：
Venanzi, T., Cuccu, M., Perea-Causin, R. et al. Ultrafast switching of trions in 2D materials by terahertz photons. Nat. Photon. (2024). https://doi.org/10.1038/s41566-024-01512-0
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