基于亚微米级图案和 Sb2Se3 相变的低损耗可切换拓扑光子晶体
光学
2025-12-30 v1 材料科学
摘要
光子拓扑绝缘体(PTI)为光操作提供了稳健平台,但在不降低性能的前提下重构其拓扑特性的控制仍是重大挑战。虽然相变材料(PCM)提供了较大的折射率调制,但广泛使用的材料如 Ge2Sb2Te5(GST)在晶体态下 exhibits significant optical absorption,这对透明度至关重要的透射型 PTI 设备构成了挑战。本文通过将超低损耗 PCM 反锗钛硒(Sb2Se3)集成到基于硅的二维 PTI 上,克服了这一根本限制。我们首次实现了 Sb2Se3 在光子晶体上的亚微米级选择性图案化,并演示了由材料相变引发的拓扑相变。由于 Sb2Se3 在其无定形和晶体态下均具有良好的透明度,保持了约 10^3 的高 Q 因子——比前述基于 GST 的器件提高了约一个数量级。这一工作解决了可重构 PTI 中的吸收损耗瓶颈,为实际的低损耗可调拓扑光子器件铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2512.23559,
title = {Low loss switchable topological photonic crystal enabled by submicron-scale patterning and phase-change of Sb2Se3},
author = {Takahiro Uemura and Yuto Moritake and Eiichi Kuramochi and Masaaki Ono and Hisashi Sumikura and Masaya Notomi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.23559},
year = {2025}
}