Research Highlights

[18 01월] 조문호 교수 연구실

Ultrafast quantum beats of anisotropic excitons in atomically thin ReS2

Nature Comm, 9, 351 (2018)

관리자 | 2018.02.26 09:10 | 조회 4136




Abstract

Quantum beats, periodic oscillations arising from coherent superposition states, have
enabled exploration of novel coherent phenomena. Originating from strong Coulomb interactions
and reduced dielectric screening, two-dimensional transition metal dichalcogenides
exhibit strongly bound excitons either in a single structure or hetero-counterpart; however,
quantum coherence between excitons is barely known to date. Here we observe exciton
quantum beats in atomically thin ReS2 and further modulate the intensity of the quantum
beats signal. Surprisingly, linearly polarized excitons behave like a coherently coupled threelevel
system exhibiting quantum beats, even though they exhibit anisotropic exciton orientations
and optical selection rules. Theoretical studies are also provided to clarify that the
observed quantum beats originate from pure quantum coherence, not from classical interference.
Furthermore, we modulate on/off quantum beats only by laser polarization. This
work provides an ideal laboratory toward polarization-controlled exciton quantum beats in
two-dimensional materials.

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Ultrafast quantum beats of anisotropic excitons in atomically thin ReS2

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