各向异性二维材料倾斜边缘上的等离激元模式

本文考虑了非磁性各向异性二维材料中相对于光轴任意倾斜的边缘上的受限模式。通过发展精确的 Wiener-Hopf 方法与近似的 Fetter 方法，我们研究了边缘模式的色散、场与电荷密度分布。该二维层由一个或两个方向上的洛伦兹型电导率描述，这对天然各向异性二维材料与共振双曲超表面而言是现实的。我们证明，由于各向异性，当边缘相对于共振电导率方向倾斜时，边缘模式仅存在于超过非零阈值的波矢处。场与电荷密度空间分布的主要贡献来自倏逝二维波，其在靠近二维层的空间内以及沿层靠近其边缘处均受限。沿层的场受限程度由边缘模式与自由传播二维模式连续谱之间的波矢或频率失配决定。我们的分析适用于各类极化激元（等离激元-、声子-、激子-极化激元等）在足够大波矢下的情况。得益于在垂直于边缘的所有方向上的优异场受限性，这些模式在现代等离激元学与传感学中颇具前景。