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基于欺骗表面等离子体极化子的全空间高扫描速率漏波天线
摘要 — 提出了一种基于欺骗表面等离子体极化激元 (SSPP) 的全空间高扫描速率漏波天线 (LWA)，其由 SSPP 设计和矩形周期金属贴片组成。电磁 (EM) 波沿 SSPP 传播并耦合到金属贴片以产生快速辐射波，可实现从后到前频率的波束扫描性能。此外，通过色散关系、空间谐波和电场分布解释了设计的辐射机制。所提出的 LWA 基于 −1 阶空间谐波辐射能量，通过控制贴片的周期可实现全空间和高波束扫描速率性能。仿真结果表明，LWA 在 12.9 至 16.5 GHz 频带内实现从 − 90° 到 90° 的全空间波束扫描，同时天线还保持了 7.35°/% 的高扫描速率。
用于在分子材料中建模激子极化子建模的机器学习框架
Los Alamos国家实验室是一项平权行动/均等机会雇主，由Triad National Security，LLC经营，为美国能源部国家核安全管理局根据合同89233218CNA000001运营。通过批准本文，出版商认识到，美国政府保留了不判有限定的免版税许可，以出版或复制已发表的此捐款形式，或者允许其他人出于美国政府的目的。洛斯阿拉莫斯国家实验室要求出版商根据美国能源部主持的工作确定这篇文章。Los Alamos国家实验室强烈支持学术自由和研究人员发表权；但是，作为一个机构，实验室并未认可出版物的观点或保证其技术正确性。
扭曲的α-MOO3/石墨烯异质结构中的栅极调节混合极化子
摘要：调节各向异性声子极地（PHP）可以打开红外纳米光子学的新途径。通过极化杂交的有希望的PHP色散工程已通过将门控石墨烯与单层α -Moo 3耦合来证明。然而，与门依赖性杂交调制的基础机制仍然难以捉摸。在这里，使用IR纳米光谱成像，我们证明了光学响应函数的主动调节，并在测量杂交等离激元 - Phonon -Polaritons（HPPPS）的波长，振幅和耗散速率的栅极依赖性中进行了量化。有趣的是，尽管石墨烯掺杂导致HPPP波长，振幅和耗散速率的单调增加表明从最初的反相关减少到相关增加的过渡。我们将这种行为归因于HPPP复合动量的栅极相关组件的复杂相互作用。我们的结果为综合α -moo 3纳米素体设备的积极偏振子控制奠定了基础。关键字：栅极 - 调整，混合等离子体 - 声子极化子，扭曲的α-MOO 3，分散，s -snom
用于亚波长限制的双耦合长程混合表面等离子体极化波导
摘要：本文提出了一种基于双SPP耦合用于亚波长限制的长距离混合波导。混合波导由金属基圆柱形混合波导和银纳米线组成。波导结构中存在两个耦合区，增强了模式耦合。强模式耦合使波导既表现出较小的有效模式面积（0.01），又表现出极长的传输长度（700 μm），波导的品质因数（FOM）可高达4000。此外，波导的横截面积仅为500nm×500nm，允许在亚波长范围内进行光学操作，有助于提高光电器件的小型化。混合波导的优异特性使其在光电集成系统中具有潜在的应用价值。
室温激子 - 二极管在硅偏移中从连续体中出现的硅元素
在支持所谓的表面晶格共振（SLR）的光学元面积中。5，10后者提供了在大面积上易于制造的优势，并且可能在集成光子学中使用。与原子的气体（BEC的原始平台）相反，11个激子北极星的寿命很短。这些短寿命限制了基态的EP密度的堆积，从而导致凝结阈值增加。因此，EP凝结需要强大的激光系统来产生足够高的激子并达到阈值，这使得Polariton激光不适合大多数应用。在本文中，我们通过显着降低由硅（SI）跨表面形成的全电腔中的损耗来证明较低的阈值EP构度，从而增加了EP寿命。最近的努力成功地通过取代支持MIE-SLR的低损坏介电元表面的等离子介电元表面来减少凝结阈值。12由于SLR的高Q因子（400 - 700），部分原因是材料损失的减少，凝结阈值显着降低。在这里，我们通过
极化纳米天线中超窄谐振的主动和被动调谐
光学纳米天线能够在纳米尺度上压缩光并增强光与物质的相互作用，因此对光子器件和光谱学具有重要意义。其中，由支持声子极化子的极性晶体制成的纳米天线（声子纳米天线）表现出最高的品质因数。这是因为这些材料固有的低光损耗，然而，由于它们的介电性质，阻碍了纳米天线的光谱调谐。在这里，通过近场纳米显微镜监测，在很宽的光谱范围（≈ 35 cm − 1 ，即共振线宽 ≈ 9 cm − 1 ）内实现了声子纳米天线中超窄共振的主动和被动调谐。为此，将由六方氮化硼制成的单个纳米天线放置在不同的极性基底上（例如石英和 4H-碳化硅），或用高折射率范德华晶体 (WSe 2 ) 的层覆盖它，以改变其局部环境。重要的是，通过将纳米天线放置在费米能量变化的门控石墨烯单层顶部，可以实现纳米天线极化子共振的主动调谐。这项工作提出了具有超窄共振的可调极化子纳米天线的实现，可用于主动纳米光学和（生物）传感。
极化纳米天线中超窄谐振的主动和被动调谐
光学纳米天线能够在纳米尺度上压缩光并增强光与物质的相互作用，因此对光子器件和光谱学具有重要意义。其中，由支持声子极化子的极性晶体制成的纳米天线（声子纳米天线）表现出最高的品质因数。这是因为这些材料固有的低光损耗，然而，由于它们的介电性质，阻碍了纳米天线的光谱调谐。在这里，通过近场纳米显微镜监测，在很宽的光谱范围（≈ 35 cm − 1 ，即共振线宽 ≈ 9 cm − 1 ）内实现了声子纳米天线中超窄共振的主动和被动调谐。为此，将由六方氮化硼制成的单个纳米天线放置在不同的极性基底上（例如石英和 4H-碳化硅），或用高折射率范德华晶体 (WSe 2 ) 的层覆盖它，以改变其局部环境。重要的是，通过将纳米天线放置在费米能量变化的门控石墨烯单层顶部，可以实现纳米天线极化子共振的主动调谐。这项工作提出了具有超窄共振的可调极化子纳米天线的实现，可用于主动纳米光学和（生物）传感。
通过操纵耦合等离子体极化子几何结构实现优化的巨大近场热辐射
间隙距离≈50nm时石墨烯的电子密度达到极限。与SiO2等极性电介质材料相比，石墨烯可以在更宽的红外频率区域激发表面等离子体极化子（SPP），为辐射传热增强提供极好的通道。[1,21]精心控制石墨烯的几何形状还可以实现诸如超导体[22]、关联绝缘体[23]、原子级离子晶体管[24]、超薄海水淡化膜[25]等特殊材料。理论上，可以通过多层系统[26–28]通过多表面态耦合（如多个等离子体[29,30]或非互易石墨烯等离子体耦合）进一步增强NFTR。[31]在这里，制备多个石墨烯片的间隙桥接悬浮晶体将允许组织等离子体极化子模式。这些耦合的 SPP 为 NFTR 增强提供了一个非常好的通道，因为近乎完美的光子隧穿概率涵盖了很大范围的横向波矢。石墨烯片具有与线性狄拉克带中的费米能级相关的高度可调的耦合 SPP。调整费米能级可使片间等离子体极化子支持所需中远红外频率区域内的光子隧穿，从而实现优化的 NFTR 增强。然而，制备这种多层悬浮系统具有挑战性。许多支撑材料，如 SiO 2 、Si 或 hBN，会将这些表面模式限制在较小的横向波矢中，因为这些结构的折射率更高且损耗更大。在这里，我们研究了石墨烯/SU8/5 层异质结构 (Gr/SU8/5L)，因为 SU8 在中远红外频率区域内与真空在光学上相似（第 S6 部分，支持信息）。调整费米能级可以控制 k 空间中 SPP 的形状，从而控制 NFTR 增强。由于石墨烯 SPP 的强耦合，在两个 Gr/SU8/5L 异质结构之间，间隙距离约为 55 nm 时，与 BB 极限相比，增强了约 1129 倍。据我们所知，顶级相关研究显示，在类似的间隙距离下，增强了（相对于其相应的远场极限，远场极限小于 BB 极限），例如在 ≈ 50 nm 时增强了约 100 倍 [17]，在 ≈ 42 nm 时增强了约 84 倍 [18]，在 ≈ 50 nm 时增强了约 156 倍 [19]。因此，我们的 Gr/SU8/5L 异质结构在类似的间隙距离下实现了近一个数量级的改进。这种巨大的热传递可能会激发热光伏[32]、热管理[33]和新型通信系统[34]等领域的潜在应用。
纳米线中相干亮暗表面声子极化子的超快光学产生
摘要：等离子体产生的亚波长约束和增强电场可实现精确传感和增强光与物质的相互作用。然而，等离子体的高频率和短寿命限制了这项技术的全部潜力。找到替代品并研究其动力学至关重要。在这里，我们提出了一种实验方法，允许在时间域研究表面声子极化子。我们首先为超短脉冲光与极性材料相互作用建立理论框架。然后，我们进行飞秒泵浦探测实验，并展示表面声子极化的产生和时间分辨检测。通过比较实验和模拟，我们显示了明模式和暗模式的存在，质量因子高达 115。然后，我们研究模式相关的衰减和向环境的能量传递。我们的结果为实验探索表面声子极化子的动力学以及相干性在能量传递中的作用提供了一个平台。关键词：表面声子极化子，超快，相干性，亚波长限制