镱二硫化物中超紧致THz声学极化子
光学
2025-02-17 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
电磁辐射 confined 到亚波长尺度的能力依赖于强光-物质相互作用。在红外（IR）和太赫兹（THz）波段，声学极化子常用于实现极低损耗的超亚波长光 confined，相较于等离子体极化子具有更低的损耗。其中，各向异性材料中的超声学极化子为光 confined 提供了高度有前景的平台，但通常 limited 在 {\lambda}0/100 左右，其中 {\lambda}0 为自由空间入射波长。本研究报告在镱基二硫化物中实现超紧致声学极化子，其 confined 因子超过 {\lambda}0/250，位于太赫兹波段。这种在深亚波长薄膜中实现的极端光压缩，得益于这些化合物中光-物质耦合强度的前所未有，以及HafSe2特有的超几何性。我们的发现强调了光-物质耦合对极化子 confined 的关键作用，而声学极化子在极化介质中的 confined 则由横向-纵向光学声子能量分裂决定。我们的结果表明，过渡金属二硫化物为推动太赫兹纳米光子学应用提供了平台，能够突破光控制的极限。
引用
@article{arxiv.2502.09909,
title = {Ultraconfined THz Phonon Polaritons in Hafnium Dichalcogenides},
author = {R. A. Kowalski and N. S. Mueller and G. Álvarez-Pérez and M. Obst and K. Diaz-Granados and G. Carini and A. Senarath and S. Dixit and R. Niemann and R. B. Iyer and F. G. Kaps and J. Wetzel and J. M. Klopf and I. I. Kravchenko and M. Wolf and T. G. Folland and L. M. Eng and S. C. Kehr and P. Alonso-Gonzalez and A. Paarmann and J. D. Caldwell},
journal= {arXiv preprint arXiv:2502.09909},
year = {2025}
}