原子级薄高折射率材料中的拓扑相位奇点
光学
2022-05-04 v1 应用物理
摘要
原子级薄的过渡金属硫族化物（TMDCs）凭借激子谱特征、通过外栅极/掺杂/光调谐其常数的可能性以及机械稳定性，为众多光子学应用提供了有前景的平台。此类材料用于传感或光调制需巧妙的光学设计，因为二维材料本身仅能提供微小的光学相位延迟——这是原子级厚度的必然结果。为解决该问题，我们将具有激子线的二维半导体薄膜与标准商用 SiO/Si 衬底的 Fabry-Perot 谐振腔结合，以在反射中实现拓扑相位奇点。在这些奇点附近，反射谱呈现快速相位变化，而结构表现为完美吸收体。此外，我们证明此类拓扑相位奇点对于整个原子级薄 TMDCs 及其他高折射率材料类别均普遍存在，使其成为平面光学中相位工程的有力工具。作为实际演示，我们利用 PdSe 拓扑相位奇点构建折射率传感器，并证明其相较典型表面等离振子共振传感器具有更优的相位灵敏度。
引用
@article{arxiv.2106.12390,
title = {Topological phase singularities in atomically thin high-refractive-index materials},
author = {Georgy Ermolaev and Kirill Voronin and Denis G. Baranov and Vasyl Kravets and Gleb Tselikov and Yury Stebunov and Dmitry Yakubovsky and Sergey Novikov and Andrey Vyshnevyy and Arslan Mazitov and Ivan Kruglov and Sergey Zhukov and Roman Romanov and Andrey M. Markeev and Aleksey Arsenin and Kostya S. Novoselov and Alexander N. Grigorenko and Valentyn Volkov},
journal= {arXiv preprint arXiv:2106.12390},
year = {2022}
}