石膏薄膜中拓扑剪切极化激元的可视化
光学
2025-02-11 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
低对称性晶体最近已成为探索以双曲剪切极化激元形式存在的新型光-物质相互作用的平台。这些激发态表现出独特的光学性质，如色散光学轴以及非对称的光传播和能量耗散，这些性质源于非正交共振的存在。然而，迄今为止仅证明了非范德华材料支持双曲剪切极化激元，这限制了其奇异性质和潜在应用。在这里，我们首次通过证明在石膏（一种可剥离的单斜硫酸盐矿物）中存在椭圆和 canalized 剪切声子极化激元，引入了低对称性晶体薄膜中的新颖剪切现象。我们的结果揭示了从双曲剪切极化激元到椭圆剪切极化激元的拓扑转变，其间经历具有强场局域化的 canalization 态。重要的是，我们观察到群速度的显著减慢，低至 0.0005c，突显了石膏在“慢光”应用和极端光-物质相互作用控制中的潜力。这些发现扩大了低对称性晶体的应用范围，并带来了可剥离材料所提供的优势，如更强的场局域化、可调性以及将其纳入复杂光子器件的多功能性，这可能解锁纳米尺度上的新光学现象。
引用
@article{arxiv.2501.19242,
title = {Visualization of topological shear polaritons in gypsum thin films},
author = {Pablo Díaz-Núñez and Christian Lanza and Ziwei Wang and Vasyl G. Kravets and Jiahua Duan and José Álvarez-Cuervo and Aitana Tarazaga Martín-Luengo and Alexander N. Grigorenko and Qian Yang and Alexander Paarmann and Joshua Caldwell and Pablo Alonso-González and Artem Mishchenko},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.19242},
year = {2025}
}