基于宏观声子模型的多层六方氮化硼中的二维声子极化激元

利用宏观光学声子模型系统研究了悬空与衬底支撑的六方氮化硼（hBN）多层膜（MuLs）中的声子极化激元（PhPs）。研究了 PhP 的约束、群速度、传播品质因子（PQF）与波长标度等性质。由于非局域高频屏蔽，存在上限频率使二维（2D）PhPs 具有一频带，且在中心频率附近出现最大 PQF。应计入衬底的介电响应以准确计算 PhP 性质。虽然简单静电近似（ESA）对 PhP 频率 $\omega$ 高于 $\omega_0$（如 30 层时 $\omega>1.03\omega_0$；$\omega_0$ 为 $\Gamma$ 点光学声子频率）是恰当处理，但其在 $\omega_0$ 附近无法描述 PhP 性质，且应包含推迟效应以准确描述。由于强声子-光子耦合，近 $\omega_0$ 处 PhP 波长相对层厚的关系明显偏离 ESA 给出的线性标度律。将计算的 PhP 色散、PQF 与标度同若干光谱实验数据比较，获得良好一致。虽然入射光频率应近中心频率以最大化 PQF，但 PhP 波长、约束与传播长度可通过改变 MuL 厚度及其介电环境来调控。