利用可见光映射声子极化子
材料科学
2024-04-23 v1 光学
摘要
声子极化子（PhPs）是介于光子与声子之间的混合波，能够实现强光-物质相互作用和亚衰射约束， potentially（潜在地）为传感、非线性光学和纳米尺度能量操作等应用提供支持。本文我们利用共聚焦拉曼显微镜来探讨 Bulk 声子模式与局部表面声子极化子（SPhP）模式之间的耦合机制，这些现象分别体现于镓磷化物（InP）纳米柱和四氮化硅（4H-SiC）光栅中。拉曼强度可由 SPhP 本征模描述，并用于重构场强度，从而提供一种利用可见光和近红外光来绘制 SPhP 本征模的数值方法。我们的结果表明，与预期相反，InP 和 4H-SiC 的所有拉曼活性 Bulk 声子模式都与局部 SPhP 模式发生耦合。进一步地，我们确认极化率选择规则是声子与 SPhP 模式之间主要的耦合机制，而电子-声子耦合则对某些声子模式（如 4H-SiC 中的 A1(LO) 和 E1(TO)）发挥作用。这些观察结果为扩展 PhP 模式的拉曼研究提供了方法，以实现对 PhP 本征模的完整三维重构，并可视化纳米结构中的光-物质相互作用，从而将拉曼散射技术推广为理解 PhP 模式的有效手段。
引用
@article{arxiv.2404.13759,
title = {Mapping Phonon Polaritons with Visible Light},
author = {Kiernan E. Arledge and Chase T. Ellis and Nazli Rasouli Sarabi and Vincent R. Whiteside and Chul Soo Kim and Mijin Kim and Daniel C. Ratchford and Michael A Meeker and Binbin Weng and Joseph G. Tischler},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.13759},
year = {2024}
}