石墨烯/α-MoO3异质结构中的掺杂驱动拓扑极化激元
光学
2022-11-23 v1
摘要
控制载流子密度提供了一种在自然材料中触发相变和调制光电性质的有效途径。该方法可用于诱导光子系统光学响应中的拓扑转变。在此，我们预测了由石墨烯和α相三氧化钼（α-MoO3）组成的二维异质结构所支持杂化极化激元的等频色散等高线中存在拓扑转变。通过化学改变石墨烯的掺杂水平，我们实验证明极化激元等频面的等高线拓扑由于依赖于掺杂的极化激元杂化而从开放形状转变为封闭形状。此外，通过改变异质结构的衬底介质，色散等高线可在拓扑转变处被进一步设计为相当平坦的形状，从而支持可调的极化激元沟道化，并提供局部控制拓扑的手段。我们利用1.2-μm宽的二氧化硅衬底作为负折射透镜，展示了这一思想以实现极亚波长聚焦。我们的发现为纳米成像、光学传感以及纳米尺度能量转移操控中前景广阔的片上应用开辟了突破性途径。
引用
@article{arxiv.2201.00930,
title = {Doping-driven topological polaritons in graphene/{\alpha}-MoO3 heterostructures},
author = {Hai Hu and Na Chen and Hanchao Teng and Renwen Yu and Yunpeng Qu and Jianzhe Sun and Mengfei Xue and Debo Hu and Bin Wu and Chi Li and Jianing Chen and Mengkun Liu and Zhipei Sun and Yunqi Liu and Peining Li and Shanhui Fan and F. Javier García de Abajo and Qing Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.00930},
year = {2022}
}