α-MoO3 与极性电介质界面的杂化双曲表面声子极化激元
光学
2021-04-28 v1
摘要
极性电介质中的表面声子极化激元（SPhPs）因具有亚衍射限制与低光学损耗，为红外纳米光子学提供了新机遇。尽管可通过改变介电环境显著改善极化激元的场限制，但突破 SPhP 模式在光子限制与传播行为上的根本极限仍具挑战。特别是，由于 SPhPs 在这些块体极性电介质中本质各向同性传播，如何协同实现超大场限制、面内双曲性与单向传播仍不明晰。本文报道一种一次性解决块体极性电介质 SPhPs 上述问题的途径：构建双轴范德瓦耳斯材料（如 MoO3）与块体极性电介质（如 SiC、AlN 和 GaN）的异结构界面。由于界面处各向异性导向的模式耦合，具大限制因子（>100）的杂化 SPhPs 展现出面内双曲性，且相较于天然 MoO3 中方向已切换至正交方向。更有趣的是，该概念验证通过将 MoO3 悬浮于图案化 SiC 空气腔上，实现了可操控、角度依赖且单向的极化激元激发。我们的发现例证了一个可推广的框架，用于在由范德瓦耳斯材料与块体极性电介质构成的众多其他杂化系统中调控纳米光流并设计反常极化激元响应。
引用
@article{arxiv.2103.10006,
title = {Hybridized hyperbolic surface phonon polaritons at {\alpha}-MoO3 and polar dielectric interfaces},
author = {Qing Zhang and Qingdong Ou and Guangwei Hu and Jingying Liu and Zhigao Dai and Michael S. Fuhrer and Qiaoliang Bao and Cheng-Wei Qiu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10006},
year = {2021}
}