形状工程化声子-光子晶体的性质：布里渊-曼德尔施塔姆光谱与椭偏光谱研究

我们报道了纳米级“带帽柱”周期性硅结构的布里渊-曼德尔施塔姆光谱与穆勒矩阵光谱椭偏测量结果，揭示了引人入胜的声子与光子性质。理论上已表明，尺寸适当调谐的周期性结构可同时作为声子与光子——即声子-光子（phoxonic）——晶体，强烈影响光与物质的相互作用。声学声子态可由外边界调控，既可能源于单个纳米结构中的声子限制效应，也可能源于如声子晶体中人为诱导的外在周期性。纳米柱阵列的形状经过工程化设计，以确保两种效应共同作用。布里渊-曼德尔施塔姆光谱数据表明，在 2 GHz 至 20 GHz 频率范围内声学声子色散强烈平坦化，且声子波矢延伸至高阶布里渊区。声子色散对柱阵列取向的依赖性 specifics 表明声学声子同时存在周期调制与空间局域化效应。椭偏数据揭示了由柱阵列纳米级周期性导致的四重对称明显散射图样。我们的结果证实了该形状工程化纳米结构的双重功能，并指明了在下一代光子、光电子与声子器件中精细调控光-物质相互作用的可能新方向。