通过位点选择性阴极发光光谱探测非中心对称等离激元晶体中的自旋轨道相互作用
光学
2022-08-22 v1
摘要
光自旋轨道耦合（SOC）的研究对于探索具有破缺对称性的亚波长纳米结构中的光-物质相互作用至关重要。在非中心对称光子晶体中，SOC 导致原本简并的能带发生分裂。在此，我们从理论和实验两方面探究非中心对称等离激元晶体中的 SOC。阴极发光（CL）光谱结合数值计算的 photonic 能带结构，揭示了归因于非中心对称等离激元晶体中对称性破缺的能带分裂。通过沿等离激元晶体单胞移动电子束撞击位置，我们表明能带分裂的出现强烈依赖于晶体上表面等离激元（SP）波激发位置。此外，我们利用角分辨 CL 和暗场偏振测量展示了与等离激元晶体相互作用的 SP 波的偏振依赖散射。给定偏振的散射方向由 SP 波固有携带的横向自旋角动量决定，而该角动量又锁定于 SP 传播方向。我们的研究为设计具有 Bloch 等离激元偏振依赖方向性的新型等离激元器件提供了见解。我们期望随着纳米加工方法的持续发展和自旋轨道相互作用新方面的揭示，自旋轨道等离激元学将获得更多科学关注与潜在应用。
引用
@article{arxiv.2208.09238,
title = {Spin-orbit interactions in noncentrosymmetric plasmonic crystals probed by site-selective cathodoluminescence spectroscopy},
author = {Masoud Taleb and Mohsen Samadi and Fatemeh Davoodi and Maximilian Black and Janek Buhl and Hannes Lüder and Martina Gerken and Nahid Talebi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.09238},
year = {2022}
}