薄层范德华材料中的扭曲极化激元晶体
光学
2022-07-26 v1
摘要
极化激元——光与物质的杂化激发——在纳米尺度光限制方面极具吸引力。近来，在范德华（vdW）材料薄层中观测到多种极化激元，其中特别关注声子极化激元（PhPs）——在中红外波段与电磁场耦合的晶格振动——在双轴晶体中，例如 MoO3。特别是，MoO3 中的双曲 PhPs——其等频曲线呈双曲状——可展现超高动量与强方向性面内传播，有望在纳米尺度平面几何中用于成像、传感或热管理的新应用。然而，面内双曲 PhPs 的激发与操控尚未得到充分研究与理解。在此我们提出一种技术平台，基于相对于自然 vdW 晶体轴扭曲的极化激元晶体（PCs）——由间距与 PhPs 波长可比的单元构成的晶格——来有效激发和控制面内双曲 PhPs。特别地，我们发展了适用于薄双轴板中任意 PCs 的通用解析理论。作为一个实际例子，我们考虑由 MoO3 薄层中矩形孔阵列构成的扭曲 PC，并展示了由扭曲角可调的 Bragg 共振激发。我们的发现为 vdW 晶体中 PCs 的基础研究以及中红外传感与光探测应用开发开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2207.06826,
title = {Twisted polaritonic crystals in thin van der Waals slabs},
author = {Nathaniel Capote-Robayna and Olga Matveeva and Valentyn S. Volkov and Pablo Alonso-González and Alexey Y. Nikitin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.06826},
year = {2022}
}