六方氮化硼纳米光子学

纳米光子器件的小型化与多波长性能这一全球趋势推动了针对新现象的研究，如连续域束缚态与米氏电子学（Mietronics），以及对高折射率、强各向异性材料与超表面的探索。六方氮化硼（hBN）因其固有的各向异性以及具备原子级平坦表面的高质量单晶生长前景，成为未来纳米光子学中有前途的材料之一。在此，我们结合成像椭偏仪测量、扫描近场光学显微镜和第一性原理量子力学计算，给出了 hBN 在 250–1700 nm 宽波长范围内高度精确的光学常数。hBN 在紫外（UV）与可见光范围高达 2.75 的高折射率、0.7 的宽带双折射以及可忽略的光学损耗，使其成为紫外与可见光范围光子学的杰出材料。基于我们的测量结果，我们提出并设计了新型光学元件：保手性镜面以及尺寸分别为 40 nm、分别在可见光与紫外范围工作的亚波长波导。值得注意的是，我们的结果为弥合光子学与电子学之间的尺寸鸿沟提供了独特机遇。