基于超低损耗 Sb2Se3 相变材料的超薄 BIC 超表面
光学
2024-10-04 v1 材料科学
应用物理
摘要
相变材料（PCM）因其可通过固态相变调制光学性质而日益被认可为可调光子器件的有前景的平台。超薄且低损耗的 PCM 因其快速高效的相变及其在可重构光子芯片、超表面、光调制器、传感器、光子存储器和神经形态计算等应用中的优势而受到青睐。然而，传统 PCM 如 GST、GSST、VO2 和 In3SbTe2尽管已针对可调 meta-optics 进行优化，但在近红外（NIR）区域仍存在较高的固有损耗，限制了其在高品质因子（Q 因子）共振超表面的潜力。本文我们展示了利用超低损耗 PCM Sb2Se3 设计和制造可调 BIC（bound states in the continuum，共轛态）超表面的方法。我们的 BIC 超表面仅厚 25 纳米，即可在 NIR 区域实现高调制深度和宽广谱调谐，最高 Q 因子可达 130，且无需额外材料。实验上，我们利用这些 BIC 超表面调制稀掺杂上转换纳米颗粒的光热发射，减少多光子光热发射的激发功率，并实现发射偏振的调制。该工作为开发 NIR 区域的主动共振超表面提供了可前景平台，具有包括超分辨率成像、光调制、超快开关、谐波产生、着色滤波和光学传感等广泛应用前景。
引用
@article{arxiv.2410.02413,
title = {Ultrathin BIC metasurfaces based on ultralow-loss Sb2Se3 phase-change material},
author = {Zhaoyang Xie and Chi Li and Krishna Murali and Haoyi Yu and Changxu Liu and Yiqing Lu and Stefan A. Maier and Madhu Bhaskaran and Haoran Ren},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.02413},
year = {2024}
}