人工有机超抛物型亚材料支持的表面激子极化子与近零介电常数表面波

超抛物型亚材料实现了极端光束约束和光子态控制，但其实现受限于无机结构。本文介绍了一种完全基于J-聚集型仿生染料多层薄膜交替于聚电解质体的有机化学路线，以制造人工超抛物型亚材料。这些结构表现出强烈的光学各向异性，实验上支持超抛物型表面激子极化子，并且对于选定染料，还支持近零介电常数 regime 中的额外表面波。光谱椭圆法确认其各向同性介电张量具有负平面和正垂面分量，接近于J-聚集体吸收峰的位置。这种各向异性在单个层之间得以保持，证明了层层堆积方法的稳健性，并使得即使在仅几纳米厚的薄膜中，也能够耦合表面激子极化子和近零介电常数模式。基于获得的介电张量进行的传递矩阵模拟再现了所有厚度的耦合条件，验证了光学模型。结构表征揭示了光学各向异性与亚分子有序之间的关系，表明分子呈现平行取向，并随沉积进程演化为从离散纳米结构向连续薄膜的过渡。这些有机超抛物型亚材料结构与J-聚集体的窄激子共振相结合，为在纳米尺度上调制发射、能量传输以及探索极化子动力学提供了独特平台。