通过过渡金属氧化物中锂离子嵌入实现超表面重构
光学
2018-10-09 v1 材料科学
应用物理
摘要
近年来，光学工程师的工具箱迎来了一个新概念——超表面。在超表面中，经过适当设计的材料 inclusions 能够重塑入射光束的电磁场。振幅、相位与偏振的改变可在仅波长分数级的厚度内实现。借助这一概念，有望在紧凑性上实现光学元件（即便是最复杂的元件）的彻底提升；其他独特功能如模拟计算也已被发现。尽管巨大潜力亟待释放，缺乏可调谐性仍是待突破的主要障碍。超表面现在必须可重构，即能够以较少能量修改并记忆其状态。在本通讯中，我们报道了通过在集成于光子器件中的五氧化二钒层中嵌入锂实现的低能耗、自保持超表面重构。通过恰当的元原子设计，演示了对线偏振光振幅与相位的操作。此外，还实现了以可调谐手性与可调谐保手性反射为形式的圆偏振光操控。这些操作仅消耗低至 50 pJ/m 的能量，使过渡金属氧化物中的锂嵌入成为迄今已知最节能的自保持超表面调谐机制之一，在整个纳米光子学领域具有重要意义。
引用
@article{arxiv.1810.03351,
title = {Metasurface reconfiguration through lithium ion intercalation in a transition metal oxide},
author = {Simone Zanotto and Alessandra Blancato and Annika Buchheit and Marina Muñoz-Castro and Hans-Dieter Wiemhöfer and Francesco Morichetti and Andrea Melloni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.03351},
year = {2018}
}