Нанотрубки дихалькогенидов переходных металлов характеризуются большой силой осциллятора экситонов и выраженными оптическими модами шепчущих галерей. Такая комбинация перспективна для локального усиления фотолюминесценции (ФЛ) и формирования поляритонов в режиме сильной связи без использования внешнего резонатора. Однако перестройка энергии мод, необходимая в обоих случаях, затруднена в обычных цилиндрических нанотрубках. В работе исследованы оптические моды и их взаимодействие с экситонами в спиральных MoS₂ нанотрубках, у которых уплощенная форма поперечного сечения и его поворот обусловлены растягивающей деформацией в слоях. Размер зазора между стенками трубки воздействует на оптические моды аналогично ширине барьера в двухямном потенциале. При постепенном уменьшении зазора пики мод в спектрах излучения, измеренных вдоль оси трубки, расщепляются на симметричную и антисимметричную составляющие, которые смещаются в противоположные стороны по энергетической шкале на десятки мэВ. Вращение сечения приводит к попеременному изменению интенсивности мод в расщепленном дублете. Применимость обнаруженного явления в области нанофотоники подтверждается наблюдением экситон-поляритонов на расщепленных оптических модах в одиночной нанотрубке MoS₂, где расщепление Раби ~40 мэВ сравнимо с монослоем во внешнем брэгговском резонаторе.

Публикации

1. [1] I.A. Eliseyev et al., Twisted Nanotubes of Transition Metal Dichalcogenides with Split Optical Modes for Tunable Radiated Light Resonators, Advanced Optical Materials 11, 2202782 (2023).