石墨烯中拓扑保护的狄拉克等离激元
光学
2018-02-07 v3 介观与纳米尺度物理
摘要
拓扑光学态展现出对缺陷的独特免疫力和无损耗传播能力，使其成为光子学应用的理想选择。此类态中一种强有力的类型基于光学响应的时间反演对称性破缺。然而，现有方案要么涉及复杂笨重的结构设计，要么只能在微波波段工作。在此，我们提出并提供了原理性理论证明，表明在低于1特斯拉的磁场下，在简单的二维材料结构——周期性图案化石墨烯单层中，可在红外频率实现高度局域的拓扑保护光学态。在我们的石墨烯蜂窝超晶格结构中，等离激元在超晶格结处表现出显著的非互易行为，导致拓扑保护边缘态和局域体模的出现，这由该材料强烈的磁光响应所促成，其在中等静磁场下即导致时间反演对称性破缺。所提出的方法对于实现拓扑非平庸二维光学态是简单且稳健的，不仅在石墨烯中，也在其他二维原子层中，并且可能为集成光子学应用实现快速、纳米尺度、免疫缺陷的器件铺平道路。
引用
@article{arxiv.1702.00036,
title = {Topologically protected Dirac plasmons in graphene},
author = {Deng Pan and Rui Yu and Hongxing Xu and F. Javier García de Abajo},
journal= {arXiv preprint arXiv:1702.00036},
year = {2018}
}