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基于二维材料堆叠与选择性刻蚀的扭转异双层光子晶体

光学 2025-03-07 v1 介观与纳米尺度物理

摘要

具有莫尔超晶格的纳米光子器件目前因其独特的周期性和对光子高效率控制而广受关注。截至目前,实验研究主要集中于单层器件,即在单层材料中将两层或多层光子晶体图案合并并刻蚀。相比之下,具有多层材料的扭转光子晶体对纳米制造技术提出了挑战,因为上层材料的生长通常需要没有纳米结构的光滑底层。在此,我们制造了基于石墨/Si3_3N4_4异质结构的扭转异双层光子晶体。我们使用干法转移方法将石墨堆叠在预先刻蚀了光子晶体图案的底层Si3_3N4_4之上。选择性干法刻蚀工艺被用于分别刻蚀两层光子晶体,从而提高了对齐的质量和精度。在实验中清晰观察到了由莫尔位点产生的可见光波长约700 nm处的腔光子模式。这些结果揭示了异双层纳米光子器件的实验示意图,并为在新自由度中设计光子的灵活性和控制开辟了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2503.04366,
  title  = {Twisted heterobilayer photonic crystal based on stacking and selective etching of 2D materials},
  author = {Qing Wang and Yuhang Li and Shaofeng Wang and Shuo Cao and Xiulai Xu and Chenjiang Qian},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2503.04366},
  year   = {2025}
}