Эволюция топологических фазовых сингулярностей первого и второго порядков в тонком слое MoOCl2
Российский научный фонд, «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными, 24-79-00308
Чикалкин С.Д.1, Матвеева О.Г.1, Воронин К.В.2, Грибачев А.В.1, Большаков А.Д.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

Email: matveeva@phystech.edu
Поступила в редакцию: 26 мая 2026 г.
В окончательной редакции: 13 июня 2026 г.
Принята к печати: 13 июня 2026 г.
Выставление онлайн: 25 июля 2026 г.
Исследован отраженный сигнал от тонкого слоя MoOCl2, расположенного на стандартной подложке Si/SiO2, на наличие фазовых сингулярностей первого и второго порядков. Изучена эволюция топологических точек первого порядка s- и p-типов в двух случаях ориентации плоскости падения относительно кристаллографических осей MoOCl2: вдоль [100] и вдоль [010]. Для достижения топологического заряда -2 предложена модификация схемы путем дополнительного расположения поверх MoOCl2 слоя Si. В результате предложена экспериментально реализуемая структура, на основе которой может быть изготовлен высокочувствительный сенсор и которая также может применяться в качестве оптического фазового модулятора для длины волны 748 nm. Ключевые слова: топологический заряд, фазовая сингулярность, гиперболические плазмон-поляритоны, MoOCl2.
- 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
- Z.-L. Deng, G. Li, Mater. Today Phys., 3, 16 (2017). DOI: 10.1016/j.mtphys.2017.11.001
- C. Jung, J. Noh, J. Rho, Nanophotonics, 10, 919 (2020). DOI: 10.1515/nanoph-2020-0440
- D.N. Basov, M.M. Fogler, F.J.G. de Abajo, Science, 354, aag1992 (2016). DOI: 10.1126/science.aag1992
- T. Low, A. Chaves, J.D. Caldwell, A. Kumar, N.X. Fang, P. Avouris, T.F. Heinz, F. Guinea, L. Martin-Moreno, F.H.L. Koppens, Nat. Mater., 16, 182 (2017). DOI: 10.1038/nmat4792
- G. Ermolaev, K. Voronin, D.G. Baranov, A.S. Slavich, A.V. Prokhorov, A.A. Bogdanov, A.K. Samusev, P.A. Belov, A.V. Zayats, Nat. Commun., 13, 2049 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-29716-4
- A.N. Grigorenko, P.I. Nikitin, A.V. Kabashin, Appl. Phys. Lett., 75, 3917 (1999). DOI: 10.1063/1.125493
- V.G. Kravets, F. Schedin, R. Jalil, L. Britnell, R.V. Gorbachev, D. Ansell, B. Thackray, K.S. Novoselov, A.K. Geim, A.V. Kabashin, A.N. Grigorenko, Nat. Mater., 12, 304 (2013). DOI: 10.1038/nmat3537
- C. Yan, T.V. Raziman, O.J.F. Martin, ACS Photonics, 4, 852 (2017). DOI: 10.1021/acsphotonics.6b00914
- A. Berkhout, A.F. Koenderink, ACS Photonics, 6, 2917 (2019). DOI: 10.1021/acsphotonics.9b01019
- Z. Wang, X. Cheng, B. Yang, S. Zhang, Y. Wu, Z.H. Hang, H. Chen, C.T. Chan, 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, 786 (2025). DOI: 10.1126/science.adr5926
- G. Ermolaev, A. Toksumakov, A. Slavich, A. Minnekhanov, G. Tselikov, A. Mazitov, I. Kruglov, G. Tikhonowski, M. Mironov, I.P. Radko, D. Grudinin, I. Fradkin, A. Vyshnevyy, Z. Sofer, A. Arsenin, K.S. Novoselov, V. Volkov, Nano Lett., 26, 13 (2026). DOI: 10.1021/acs.nanolett.5c06153
- A. Minnekhanov, G. Tikhonowski, G. Ermolaev, K.V. Kravtsov, G. Tselikov, A. Toksumakov, A. Slavich, I. Kazantsev, A. Vyshnevyy, I. Kruglov, I. Radko, Z. Sofer, A. Arsenin, K.S. Novoselov, V. Volkov, arXiv:2512.17647 (2025). DOI: 10.48550/arXiv.2512.17647
- H. Tong, C. Clemente-Marcuello, K.V. Voronin, P. Alonso-Gonzalez, A.Y. Nikitin, arXiv:2602.09186 (2026). DOI: 10.48550/arXiv.2602.09186
- N. Melchioni, A. Mancini, L. Nan, A. Efimova, G. Venturi, A. Ambrosio, ACS Nano, 19, 27 (2025). DOI: 10.1021/acsnano.5c07323
- G. Ermolaev, A. Toksumakov, V. Maslova, A. Slavich, A. Minnekhanov, G. Tselikov, N. Pak, A. Vyshnevyy, A. Soll, Z. Sofer, A. Arsenin, K.S. Novoselov, V. Volkov, arXiv:2604.05236 (2026). DOI: 10.48550/arXiv.2604.05236
- Y. Li, Y. Zhang, W. Zhang, X. Li, J. Tang, J. Xiao, G. Zhang, X. Liao, P. Jiang, Q. Liu, Y. Luo, Z. Cao, Q. Lyu, Y. Tong, R. Yang, H. Yang, Q. Sun, Y. Gao, P. Wang, Z. Chen, W. Liu, S. Wang, G. Lyu, X. Hu, M. Aeschlimann, Q. Gong, Nat. Commun., 16, 6172 (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-61548-w
- C. Clemente-Marcuello, H. Tong, K.V. Voronin, P. Alonso-Gonzalez, A.Y. Nikitin, arXiv:2602.09180 (2026). DOI: 10.48550/arXiv.2602.09180