纳米尺度极化激元与分子中振动和电子激发的双波段耦合
光学
2023-05-24 v1
摘要
光与物质激发（如激子和分子振动）之间的强耦合（SC）在控制化学反应性、导电性或光致发光方面具有引人入胜的潜力。迄今为止，SC 通常实现于中红外（mid-IR）光与分子振动之间，或可见光与激子之间。在两个频段同时实现 SC 可能为操控材料性质开辟未探索的途径。在此，我们引入一种极化激元纳米谐振器（由置于铝条带上的 h-BN 层构成），其在可见光频率承载表面等离极化激元（SPPs），在中红外频率承载声子极化激元（PhPs），并同时与相邻分子层（CoPc）中的激子和原子振动耦合。利用近场光学纳米显微术，我们首先证明了在可见光和中红外频率下强受限近场的共定域。在用一层 CoPc 分子覆盖该纳米谐振器结构后，我们通过远场透射光谱在两个频率范围内均观察到清晰的模式分裂，明确揭示了同时的 SPP-激子与 PhP-振动子耦合。双波段 SC 可被用于在未来光电子、纳米光子学和量子信息应用中操控激子与分子振动之间的耦合。
引用
@article{arxiv.2302.14814,
title = {Dual-band coupling between nanoscale polaritons and vibrational and electronic excitations in molecules},
author = {A. Bylinkin and F. Calavalle and M. Barra-Burillo and R. V. Kirtaev and E. Nikulina and E. B. Modin and E. Janzen and J. H. Edgar and F. Casanova and L. E. Hueso and V. S. Volkov and P. Vavassori and I. Aharonovich and P. Alonso-Gonzalez and R. Hillenbrand and A. Y. Nikitin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.14814},
year = {2023}
}