Модовый состав волноводов на основе гиперболического в видимом диапазоне ван-дер-ваальсова кристалла
Матвеева О.Г.1, Воронин К.В.2, Грудинин Д.В.1,3, Чикалкин С.Д.1,4, Пак Н.В.1, Титова М.И.5, Баранов Д.Г.1, Вишневый А.А.1, Волков В.С.3, Арсенин А.В.1,3
1Центр фотоники и двумерных материалов, Московский физико-технический институт (Национальный исследовательский университет), Долгопрудный, Московская обл., Россия
2Donostia International Physics Center (DIPC), Donostia/San-Sebastian, Spain
3Emerging Technologies Research Center, XPANCEO, Internet City, Dubai, United Arab Emirates
4Российский квантовый центр, Москва, Россия
5Лаборатория программируемых функциональных материалов, Центр нейрофизики и нейроморфных технологий, Москва, Россия
Email: matveeva@phystech.edu
Поступила в редакцию: 17 июня 2025 г.
В окончательной редакции: 15 октября 2025 г.
Принята к печати: 15 октября 2025 г.
Выставление онлайн: 7 января 2026 г.
Оптические волноводы являются фундаментальным элементом для нанотехнологических приложений благодаря их способности эффективно передавать световой сигнал в наноразмерных масштабах. Продемонстрированы плазмон-поляритонные волноводы, основанные на гиперболическом в ближнем инфракрасном и видимом свете ван-дер-ваальсовомматериале MoOCl2. В интервале 530-960 nm наблюдается величина показателя качества волноводных мод FOM (figure of merit) около 40. Кроме того, наблюдается высочайшая степень локализации волноводных мод, вплоть до q=15. В дополнение рассчитана зависимость характеристик волноводов от угла между основной осью волновода и осью, вдоль которой может распространяться возбуждение в кристаллическом слое. Ключевые слова: оптические волноводы, гиперболические плазмон-поляритоны, двуосный ван-дер-ваальсов кристалл, сверхлокализованные моды.
- E. Cortes, L.V. Besteiro, A. Alabastri, A. Baldi, G. Tagliabue, A. Demetriadou, P. Narang, ACS Nano, 14, 16202 (2020). DOI: 10.1021/acsnano.0c08773
- M. Herran, S. Juergensen, M. Kessens, D. Hoeing, A. Koppen, A. Sousa-Castillo, W.J. Parak, H. Lange, S. Reich, F. Schulz, E. Cortes, Nat. Catal., 6, 1205 (2023). DOI: 10.1038/s41929-023-01053-9
- Y. Xu, P. Bai, X. Zhou, Yu. Akimov, C.E. Png, L.-K. Ang, W. Knoll, L. Wu, Adv. Opt. Mater., 7, 1801433 (2019). DOI: 10.1002/adom.201801433
- J. Langer, D. Jimenez de Aberasturi, J. Aizpurua, R.A. Alvarez-Puebla, B. Auguie, J.J. Baumberg, G.C. Bazan, S.E.J. Bell, A. Boisen, A.G. Brolo, J. Choo, D. Cialla-May, V. Deckert, L. Fabris, K. Faulds, F.J. Garci a de Abajo, R. Goodacre, D. Graham, A.J. Haes, C.L. Haynes, C. Huck, T. Itoh, M. Kall, J. Kneipp, N.A. Kotov, H. Kuang, E.C. Le Ru, H.K. Lee, J.-F. Li, X.Y. Ling, S.A. Maier, T. Mayerhofer, M. Moskovits, K. Murakoshi, J.-M. Nam, S. Nie, Y. Ozaki, I. Pastoriza-Santos, J. Perez-Juste, J. Popp, A. Pucci, S. Reich, B. Ren, G.C. Schatz, T. Shegai, S. Schlucker, L.-L. Tay, K.G. Thomas, Z.-Q. Tian, R.P. Van Duyne, T. Vo-Dinh, Y. Wang, K.A. Willets, C. Xu, H. Xu, Y. Xu, Y.S. Yamamoto, B. Zhao, L.M. Liz-Marzan, ACS Nano, 14, 28 (2020). DOI: 10.1021/acsnano.9b04224
- N. Yu, P. Genevet, M.A. Kats, F. Aieta, J.-P. Tetienne, F. Capasso, Z. Gaburro, Science, 334, 333 (2011). DOI: 10.1126/science.1210713
- P. Genevet, D. Wintz, A. Ambrosio, A. She, R. Blanchard, F. Capasso, Nat. Nanotechnol., 10, 804 (2015). DOI: 10.1038/nnano.2015.137
- D. Wintz, A. Ambrosio, A.Y. Zhu, P. Genevet, F. Capasso, ACS Photon., 4, 22 (2017). DOI: 10.1021/acsphotonics.6b00758
- J. Lee, M. Tymchenko, C. Argyropoulos, P.-Y. Chen, F. Lu, F. Demmerle, G. Boehm, M.-C. Amann, A. Alu, M.A. Belkin, Nature, 511, 65 (2014). DOI: 10.1038/nature13455
- M. Mesch, B. Metzger, M. Hentschel, H. Giessen, Nano Lett., 16, 3155 (2016). DOI: 10.1103/PhysRevLett.117.123904
- E. Galiffi, G. Carini, X. Ni, G. Alvarez-Perez, S. Yves, E.M. Renzi, R. Nolen, S. Wasserroth, M. Wolf, P. Alonso-Gonzalez, A. Paarmann, A. Alu, Nat. Rev. Mater., 9, 9 (2023). DOI: 10.1038/s41578-023-00620-7
- M. Tamagnone, A. Ambrosio, K. Chaudhary, L.A. Jauregui, P. Kim, W.L. Wilson, F. Capasso, Sci. Adv., 4, eaat7189 (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aat7189
- W. Ma, P. Alonso-Gonzalez, S. Li, A.Y Nikitin, J. Yuan, J. Marti n-Sanchez, J. Taboada-Gutierrez, I. Amenabar, P. Li, S. Velez, C. Tollan, Z. Dai, Y. Zhang, S. Sriram, K. Kalantar-Zadeh, S.-T. Lee, R. Hillenbrand, Q. Bao, Nature, 562, 557 (2018). DOI: 10.1038/s41586-018-0618-9
- O.G. Matveeva, A.I.F. Tresguerres-Mata, R.V. Kirtaev, K.V. Voronin, J. Taboada-Gutierrez, C. Lanza, J. Duan, J. Marti n-Sanchez, V.S. Volkov, P. Alonso-Gonzalez, A.Y. Nikitin, npj 2D Mater. Appl., 7, 31 (2023). DOI: 10.1038/s41699-023-00387-z
- N. Capote-Robayna, O.G. Matveeva, V.S. Volkov, P. Alonso-Gonzalez, A.Y. Nikitin, Laser Photon. Rev., 16, 9 (2022). DOI: 10.1002/lpor.202200428
- D. Grudinin, O. Matveeva, G. Ermolaev, A. Vyshnevyy, A. Arsenin, V. Volkov, Photonics, 10, 59 (2023). DOI: 10.3390/photonics10010059
- A.S. Slavich, G.A. Ermolaev, M.K. Tatmyshevskiy, A.N. Toksumakov, O.G. Matveeva, D.V. Grudinin, K.V. Voronin, A. Mazitov, K.V. Kravtsov, A.V. Syuy, D.M. Tsymbarenko, M.S. Mironov, S.M. Novikov, I. Kruglov, D.A. Ghazaryan, A.A. Vyshnevyy, A.V. Arsenin, V.S. Volkov, K.S. Novoselov, Light Sci. Appl., 13, 68 (2024). DOI: 10.1038/s41377-024-01407-3
- Z. Wang, M. Huang, J. Zhao, C. Chen, H. Huang, X. Wang, P. Liu, J. Wang, J. Xiang, C. Feng, Z. Zhang, X. Cui, Y. Lu, S.A. Yang, B. Xiang, Phys. Rev. Mater., 4, 041001(R) (2020). DOI: 10.1103/PhysRevMaterials.4.041001
- G. Venturi, A. Mancini, N. Melchioni, S. Chiodini, A. Ambrosio, Nat. Commun., 15, 9727 (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-53988-7
- F.L. Ruta, Y. Shao, S. Acharya, A. Mu, N.H. Jo, S.H. Ryu, D. Balatsky, Y. Su, D. Pashov, B.S.Y. Kim, M.I. Katsnelson, J.G. Analytis, E. Rotenberg, A.J. Millis, M. van Schilfgaarde, D.N. Basov, Science, 387, 786791 (2025). DOI: 10.1126/science.adr5926
- G. Alvarez-Perez, K.V. Voronin, V.S. Volkov, P. Alonso-Gonzalez, A.Y. Nikitin, Phys. Rev. B, 100, 11 (2019). DOI: 10.1103/PhysRevB.100.235408
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.