范德瓦耳斯材料 Bi2Se3 中边缘激子极化激元与人工缺陷的相互作用
应用物理
2021-01-22 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
双曲材料展现出独特的性质，能够在纳米光子学中实现多种引人入胜的应用。拓扑绝缘体 Bi2Se3 在太赫兹和可见光波段均是一种天然的双曲光学介质。在此，利用阴极发光光谱和电子能量损失谱，我们证明 Bi2Se3 除了是一种双曲材料外，还支持室温激子极化激元。此外，我们探究了 Bi2Se3 中双曲边缘激子极化激元的行为。边缘极化激元是混合模式，由束缚于 Bi2Se3 纳米片上下边缘的极化激元耦合而成。特别地，我们利用电子能量损失谱比较了沿纳米片原始边缘和人工结构化边缘传播时出现的类法布里-珀罗共振。实验观察到的边缘极化激元被缺陷结构散射的现象与有限差分时域模拟结果吻合良好。此外，我们通过实验证明了相同开口与封闭圆形纳米腔中的局域极化激元与传播边缘极化激元的耦合。我们的发现证明了双曲极化激元传播应对缺陷存在的非凡能力。这为纳米光学电路、纳米尺度隐身以及纳米级纳米量子技术等应用提供了优良基础。
引用
@article{arxiv.2010.07601,
title = {Interaction of edge exciton polaritons with engineered defects in the van der Waals material Bi2Se3},
author = {Robin Lingstaedt and Nahid Talebi and Mario Hentschel and Soudabeh Mashhadi and Bruno Gompf and Marko Burghard and Harald Giessen and Peter A. van Aken},
journal= {arXiv preprint arXiv:2010.07601},
year = {2021}
}