各向异性晶体中的双曲声子极化激元与波矢方向依赖的介电张量
材料科学
2024-05-07 v2 计算物理
光学
摘要
双曲声子极化激元在纳米尺度精确控制光子方面具有重要意义。通常使用Drude-Lorenz模型计算声子极化激元系统的介电函数。我们在应用Drude-Lorenz模型时考虑了LO-TO分裂的影响。然后介电函数除了依赖于电极化方向外，还依赖于波矢方向。我们的结果表明，考虑LO-TO分裂可以更准确地预测介电函数。此外，我们发现除了六方BN外，六方AlN表现出宽的双曲频率波段范围，而其他四种材料几乎不显示该范围。此外，我们发现声子频率、寿命以及不同波矢方向的红外活性横向光学声子频率差是决定双曲频率波段范围宽度的关键因素。我们还在h-AlN、h-GaP，尤其是h-GaN中发现了一些哑铃形和蝴蝶形的等频曲线。我们的研究为理解这些材料的介电性质提供了新视角，并为进一步探索和开发新型双曲声子极化激元材料奠定了理论基础。
引用
@article{arxiv.2402.11956,
title = {Hyperbolic phonon polaritons and wave vector direction dependent dielectric tensors in anisotropic crystals},
author = {Yue Fang and Huanjun Chen and Zhibing Li and Weiliang Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.11956},
year = {2024}
}