基于拓扑绝缘体的大模指数狄拉克双曲超材料
光学
2022-09-20 v1
摘要
双曲超材料(HMMs)是一种具有双曲等频面的工程材料,可实现一系列新现象与应用,包括负折射、增强传感以及亚衍射成像、聚焦和波导。由于组成材料的固有特性,现有双曲超材料主要工作在可见光与红外波段。本文利用拓扑绝缘体(TIs)作为基本单元,展示了一种太赫兹波段的狄拉克双曲超材料。我们发现该结构容纳多达三种高波矢体等离激元极化激元(VPP)模式,与传输矩阵建模结果一致。这些VPP的模指数范围为126至531,比传统介质中观测到的VPP模式大10至100倍,同时保持相当的品质因子。我们将这些特性归因于占据拓扑绝缘体表面态的二维狄拉克电子性质。由于这些是范德瓦耳斯材料,这些结构可在多种衬底上以晶圆级生长,从而能与现有太赫兹结构集成,并赋能下一代太赫兹光学器件。
引用
@article{arxiv.2209.08398,
title = {Topological insulator-based Dirac hyperbolic metamaterial with large mode indices},
author = {Zhengtianye Wang and Saadia Nasir and Yongchen Liu and Sivakumar Vishnuvardhan Mambakkam and Mingyu Yu and Stephanie Law},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.08398},
year = {2022}
}