Diffraction of Ultrashort Pulse on a Nanoscale Conductive Cone
表面等离子体激元是金属-电介质界面上自由电子的集体振荡。作为一种波动现象，表面等离子体激元可以使用适当的金属结构的激发几何聚焦。从理论上论证了利用锥形金属针尖产生的径向极化表面等离子体激元模式控制纳米尺度短脉冲超聚焦的可能性。对飞秒脉冲沿银纳米针的传输进行了数值模拟。近场的空间分布强烈依赖于激光脉冲的线性啁啾，线性啁啾可以部分补偿波的色散。计算了不同啁啾值、张角和距离下的场分布。对于具有负啁啾的脉冲，脉冲持续时间随着放大~40而变短。
2015-10-21 physics.optics
Hybridized hyperbolic surface phonon polaritons at α-MoO3 and polar dielectric interfaces
极性介质中的表面声子极化激元（SPhPs）由于具有低光学损耗的亚衍射限制而为红外纳米光子学提供了新的机会。虽然极化激子场限制可以通过修改介电环境来显著改善，但是突破SPhP模式的光子限制和传播行为的基本限制是具有挑战性的。特别是，由于SPhP固有地在这些体极性介质中各向同性地传播，因此如何共同实现超大场限制、平面内双曲性和单向传播仍然是难以捉摸的。在这里，我们报告了一种通过在双轴范德华材料（例如，MoO 3）和体极性电介质（例如，SiC、AlN和GAN）。由于界面处的各向异性取向的模式耦合，具有大限制因子（>100）的杂化SPhPs显示出与天然MoO 3相比已切换到正交方向的面内双曲性。更有趣的是，这种概念验证允许通过将MoO 3悬浮在图案化的SiC空气腔上来实现可操纵的、角度相关的和单向的极化激元激发。我们的发现证实了一个可推广的框架，以操纵纳米光的流动和工程师不寻常的极化激元反应在许多其他的混合系统组成的范德华材料和散装极性的。
2021-03-18 physics.optics
Visualizing plasmon-exciton polaritons at the nanoscale using electron microscopy
极化激元是一种组成轻物质的准粒子，最近在量子和非线性光学以及材料科学方面取得了重大突破。然而，尽管取得了巨大的进展，直接在纳米尺度上观察极化激元仍然是一个公开的挑战。在这里，我们表明，等离子激元激子极化激元，或plexcitons，由一个单独的银纳米粒子和几层过渡金属dichalcogenide组成的混合系统产生的光谱可以映射与纳米空间分辨率使用电子能量损失谱在扫描透射电子显微镜。我们的实验揭示了有关耦合过程的重要见解，迄今为止还没有报道。这些包括拉比分裂和等离子体激子失谐的纳米级变化，以及吸收为主的消光信号，这反过来又提供了强耦合制度中的等离子体激子杂交的最终证据。这些发现为深入研究具有纳米空间分辨率的极化激元相关现象开辟了新的可能性。
2019-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dual-band coupling between nanoscale polaritons and vibrational and electronic excitations in molecules
提出一种极化激元纳米谐振器，在可见和中红外频段同时实现表面等离激元极化激元与激子、声子极化激元与分子振动的双频段强耦合，为操控材料性质提供新途径。
2023-02-28 physics.optics
Confinement of Polariton Condensates in quasi-Flatband BICs in Plasmonic and Dielectric Metasurfaces
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）；Universidad de Valladolid（巴利亚多利德大学）；Osaka Metropolitan University（大阪公立大学）
本文研究Si与Ag纳米盘超表面中的激子-极化激元凝聚，揭示Ag阵列中正交偏振混合BIC准平带导致实空间强限域及双十字发射。
2025-09-30 physics.optics
Twisted Nano-optics: Manipulating Light at the Nanoscale with Twisted Phonon Polaritonic Slabs
最近的发现表明，当两层范德华（vdW）材料叠加在一起时，它们各自的面内主轴之间的相对扭转角，耦合系统的电子性质可以显着改变。在这里，我们证明了一个类似的概念可以扩展到光学领域，特别是传播极化激元，混合光-物质相互作用。要做到这一点，我们制造的堆叠组成的两个扭曲的平板的极性vdW晶体（MoO 3）支持低损耗各向异性声子极化激元（PhPs），和图像的传播时，后者发射的本地化源（金属天线）。我们的图像显示，在一个临界角的PhPs的iscurve曲线（确定在一个固定的频率的PhPs动量）经历了一个拓扑转变。值得注意的是，在这个角度下，PhP的传播沿着预定的方向（渠化区域）被强烈引导，而没有几何扩散（无衍射）。这些结果证明了一个新的自由度（扭转角），用于控制在纳米尺度的极化激元的传播与纳米成像，（生物）传感，量子应用和热管理的潜力。
2020-07-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Phonon polariton confinement in isotopically pure MOVPE-grown BN triangles
University of Münster（明斯特大学）；University of Warsaw（华沙大学）
利用MOVPE生长的同位素纯BN三角形，通过s-SNOM和nano-FTIR研究声子极化子，实现了长传播长度和可调谐限制模式，为纳米光子学和量子光学中的全外延微腔极化子谐振器铺平道路。
2026-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanoscale-confined Terahertz Polaritons in a van der Waals Crystal
电磁场限制对于纳米光子技术至关重要，因为它允许增强光-物质相互作用，从而实现深亚波长尺度的光操纵。在太赫兹（THz）光谱范围内，辐射限制通常是通过特殊设计的金属结构（如天线或纳米缝）实现的，由于太赫兹辐射的波长相当长，因此具有较大的占地面积。在这种情况下，范德华（vdW）晶体中的声子极化激元-光耦合到晶格振动-已经成为控制超过衍射极限的光的有前途的解决方案，因为它们具有极端的场约束和低光学损耗。然而，在太赫兹频率的纳米尺度限制的声子极化激元的实验演示至今仍然难以捉摸。在这里，我们提供了它通过采用散射型扫描近场光学显微镜（S-SNOM）结合自由电子激光（FEL），揭示了一系列的低损耗极化激元激发频率从8至12太赫兹的VDW半导体$α-MoO_3$。我们可视化太赫兹极化激元与i）面内双曲色散，ii）极端纳米级场约束（低于$λ_o/75$）和iii）长极化激元寿命，下限> 2 ps。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Launching of Visible-Range Hyperbolic Polaritons by Gold Nanoantennas in a natural van der Waals crystal
Donostia International Physics Center (DIPC)（多诺西亚国际物理中心）；Department of Physics, University of Oviedo（奥维耶多大学物理系）；Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU)（巴斯克地区大学）；Center of Research on Nanomaterials and Nanotechnology, CINN (CSIC–Universidad de Oviedo)（纳米材料与纳米技术中心，CINN（西班牙国家研究委员会-奥维耶多大学））；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科奎，巴斯克科学基金会）
利用金纳米天线在MoOCl₂中发射可见波段各向异性极子，实现强电磁场限制和可控的光信号处理。
2026-02-09 physics.optics
Gate-tunable negative refraction of mid-infrared polaritons
负折射提供了一个有吸引力的平台，操纵中红外和太赫兹辐射的分子传感和热辐射的应用。然而，其基于可用的超材料和等离子体介质的实现提出了与光学损耗、有限的空间限制以及在该光谱范围内缺乏主动可调谐性相关的挑战。在这里，我们证明了门可调负折射在中红外频率使用混合拓扑极化激元在范德华异质结构与高空间限制。我们实验可视化广角负折射表面极化激元的α-MoO 3薄膜部分装饰有石墨烯，经历平面纳米级聚焦到1.6%的自由空间波长。我们的原子厚异质结构通过避免折射界面处的散射损耗而优于传统的体材料，同时通过电选通实现主动可调谐性。我们提出极化激元负折射作为一个有前途的平台，红外应用，如电调谐超分辨率成像，纳米级热操纵，和分子传感。
2022-10-13 physics.optics
Surface Polariton-Like s-Polarized Waveguide Modes in Switchable Dielectric Thin-Films on Polar Crystals
表面声子极化激元（SPhP）和表面等离子体激元（SPP），由具有负介电常数的介质支持的倏逝模，是纳米光子学的基本构建块。这些模式在场增强和空间限制方面是不匹配的，并且可以例如通过采用相变材料（PCM）来实现动态全光控制。然而，平面结构中表面极化激元的激发本质上限于p-极化。相反，高介电常数薄膜中的波导模式可以耦合到p-和s-偏振光，并且在薄膜中，它们的限制可以变得与表面极化激元相当。在这里，我们证明了在薄的Ge $_3$ Sb $_2$ Te $_6$（GST）膜中的s偏振波导模式具有与碳化硅（SiC）衬底的SPhP模式类似的色散、约束和电场增强，同时甚至扩展了允许的频率范围。此外，我们的实验表明，切换GST膜授予非挥发性控制SPhP和波导模式色散。我们提供了一个分析模型的GST/SiC波导模式的描述，并表明我们的概念是适用于各种各样的极性晶体在整个红外光谱范围。因此，作为对偏振限制表面极化激元的补充，s偏振PCM波导模式构成了用于纳米光子应用的有前景的附加构建块。
2019-06-25 physics.optics
Transparent subdiffraction optics: nanoscale light confinement without metal
纳米电子学与传统光学器件的集成受到光的衍射极限的限制。金属可以将光限制在所需的亚波长范围内，但它们是有损耗的，而介电材料不能将倏逝波限制在波导或谐振器之外，从而导致组件之间的串扰。我们介绍了光限制策略的范式转变，并表明光可以被限制在衍射极限以下，使用完全透明的人工介质。我们的方法依赖于控制倏逝波的光学动量，这是光子器件中被忽视的一个重要电磁特性。对于实际应用，我们提出了一类波导使用这种方法，优于串扰性能的1个数量级相比，任何现有的光子结构。我们的工作通过完全避免使用金属克服了纳米光子学的一个关键障碍，并且可以影响从可见光到微波频率范围的电磁设备。
2014-10-03 physics.optics
In-plane Exciton Polaritons vs Plasmon Polaritons: Nonlocal corrections, confinement and loss
本文比较了单层TMDs面内激子极化激元与薄金属膜短程SPPs，发现前者约束因子大一个数量级、损耗低六倍，且与谷自由度耦合，适用于可见光/近红外纳米光子学。
2024-02-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Super-resolution imaging of nanoscale inhomogeneities in hBN-covered and encapsulated few-layer graphene
本文利用hBN双曲声子极化激元与石墨烯等离激元耦合的超透镜效应，实现了hBN覆盖三层及封装四层石墨烯中亚衍射尺寸不均匀性的超分辨放大成像，并证实极化激元色散具有堆叠依赖性。
2024-07-08 physics.optics
Directional Flow of Confined Polaritons in CrSBr
City College of New York（纽约城市学院）；Graduate Center of the City University of New York (CUNY)（纽约市立大学研究生中心）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；University of Chemistry and Technology Prague（布拉格化学技术大学）
CrSBr通过独特的光学各向异性、高折射率和磁-激子耦合，实现极子的定向传输和高效限制，为集成光电子器件提供新平台。
2025-07-08 physics.optics
Ultraconfined THz Phonon Polaritons in Hafnium Dichalcogenides
本研究针对太赫兹声子极化激元受限不足问题，利用铪基二硫化物的强光-物质耦合强度与自然双曲性实现超受限（因子超λ0/250），为太赫兹纳米光子应用提供支撑平台。
2025-02-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid confinement techniques for polariton simulators
Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿大学）；University of Warsaw（华沙大学）
本文提出两种新型制造技术，用于极子模拟器的混合限制，实现了高精度的极子局域化和复杂格子的制造。
2025-12-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Twisted polaritonic crystals in thin van der Waals slabs
极化激元-混合光-物质激发-对于在纳米尺度上限制光非常有吸引力。最近，不同种类的极化激元已被观察到在薄板的范德华（vdW）材料，特别关注声子极化激元（PhPs）-晶格振动耦合到电磁场在中红外光谱范围内与-在双轴晶体，例如MoO 3。特别是，双曲型PhPs -具有双曲线状的等距曲线-在MoO 3中可以表现出超高的动量和强烈的定向面内传播，在纳米级和平面几何形状的成像，传感或热管理中有希望的新应用。然而，激发和操纵的平面双曲型PhPs尚未得到很好的研究和理解。在这里，我们提出了一个技术平台的有效激发和控制的平面内双曲型PhPs的基础上极化激元晶体（PC）-晶格形成的元素分开的距离相当于的PhPs波长-，扭曲相对于自然vdW晶体轴。特别是，我们开发了一个通用的分析理论有效的任意PC在薄双轴板。作为一个实际的例子，我们考虑了扭曲的PC形成的矩形孔阵列在MoO 3板和演示的布拉格共振的激发可调的扭曲角。我们的发现为vdW晶体中光子晶体的基础研究以及中红外传感和光电探测应用的发展开辟了新的途径
2022-07-14 physics.optics
Nanoscale engineering of optical strong coupling inside metals
当材料激发强烈耦合到光学模式时，就会出现光学极化激元。分子跃迁和光学腔之间的这种强耦合导致了改变化学物质基本性质的深远机会。最近，一个令人兴奋的前景出现了无腔极化激元的物质维持其几何光学模式。在这里，我们展示了如何强耦合的带间跃迁和表面等离子体可以在纳米级的镍工程实现金属内的无腔光学极化激元。使用电子能量损失谱，我们表明，在薄膜和纳米天线的传播和辐射损失的结果在加宽的等离子体激元线宽和从强到弱的耦合过渡。此外，高阶等离子体激元共振耦合到带间跃迁，并且多极耦合态获得等离子体激元的场分布。我们的研究结果提供了一个基本的理解等离子体带间耦合的金属和不可预见的光催化和磁光纳米系统的设计奠定了基础。
2022-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spatiotemporal Visualization of Long-Range Anisotropic Plasmon Polaritons in Hyperbolic MoOCl2
The University of Chicago（芝加哥大学）；James Franck Institute, The University of Chicago（詹姆斯·弗兰克研究所，芝加哥大学）；Department of Chemistry, The University of Chicago（化学系，芝加哥大学）；Department of Physics, The University of Chicago（物理系，芝加哥大学）
研究通过时间分辨光电发射电子显微镜可视化MoOCl₂中长程各向异性等离子体极化子的动态，发现其传播长度和损耗特性优于短程极化子，展示了其在集成纳米光子学中的应用潜力。
2026-02-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrafast Nano-Imaging and Optical Control of Hyperbolic Phonon Polaritons at hBN/WS$_2$ Heterojunctions
Institute for Molecular Science, National Institutes of Natural Sciences（国立自然科学研究所分子科学研究所）；Department of Physics and Electronics, Graduate School of Engineering, Osaka Metropolitan University（大阪公立大学工学研究科物理电子学专业）；The Graduate University for Advanced Studies, SOKENDAI（日本高级研究院）；Research Center for Materials Nanoarchitectonics, National Institute for Materials Science（国立材料研究所物质结构纳米构造研究中心）；Research Center for Electronic and Optical Materials, National Institute for Materials Science（国立材料研究所电子光学材料研究中心）；Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft（马克斯·普朗克学会弗里茨·哈伯研究所）
研究通过超快红外扫描近场光学显微镜直接观测WS₂/hBN异质结构中由局部光载流子生成引起的超声极化子瞬态调制，实现了纳米级和飞秒级空间时间分辨率及精细光谱选择性，揭示了WS₂中的光载流子对hBN中超声极化子场振幅和波长的调控，并通过理论模拟验证了这些变化源于WS₂介电性质的光诱导变化。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
All-angle negative refraction of highly squeezed plasmon and phonon polaritons in graphene-boron nitride heterostructures
纳米光子学的一个基本组成部分是实现极化激元负折射的能力，因为这可以证明许多独特的纳米级应用，如深亚波长成像，超透镜和新的指导。然而，为了实现高度压缩的极化激元的负折射，例如石墨烯中的等离子体激元和氮化硼（BN）中的声子极化激元，其波长被压缩超过100倍，需要能够随意翻转其群速度的符号，这是具有挑战性的。在这里，我们揭示了石墨烯-BN异质结构中的等离子体激元和声子极化激元之间的强耦合可以用于翻转所产生的混合（等离子体激元-声子-极化激元）模式的群速度的符号。我们预测了等离子体激元和声子极化激元之间的全角度负折射，更令人惊讶的是，混合石墨烯等离子体激元之间，以及混合声子极化激元之间。因此，石墨烯-BN异质结构为纳米超颖表面和纳米成像元件的设计提供了通用平台。
2017-06-15 physics.optics
Planar nano-optics in anisotropic media: anomalous refraction and diffraction-free lensing of highly confined polaritons
作为最基本的光学现象之一，各向同性介质之间的折射的特征在于光在从低折射率介质到高折射率介质时朝向边界的法线弯曲。然而，在各向异性介质中，折射是一种更加奇特的现象。两种各向异性介质之间折射的最一般情况尚未探索，特别是在自然介质和纳米尺度下。在这里，我们可视化和全面研究两个强各向异性（双曲）介质之间的电磁波的折射，而且，重要的是，我们这样做的使用局限于纳米级的极化激元在低损耗的天然介质，α-MoO 3。我们的图像显示在一般情况下，其中的传播方向和波矢不共线的极化激元的折射。当它们穿过在α-MoO 3中定制的平面纳米棱镜时，折射极化激元表现出非直观的传播方向，使我们能够揭示一种奇特的光学效应：无弯曲折射。此外，我们成功地开发了第一个面内折射超透镜，它产生的焦点小到λ ap/6，是λ ap的极化激元波长（λ 0/50相对于在自由空间中的光的波长）。我们的研究结果为强各向异性介质中的平面纳米光学奠定了基础，具有前所未有的纳米级能量流控制潜力。
2021-03-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gradient polaritonic surface with space-variant switchable light-matter interactions in 2D moire superlattices
本文在扭转双层石墨烯/氮化硼莫尔体系中利用孤子超晶格构建天然梯度极化激元表面，实现极化激元-孤子相互作用的开关与连续调制，并在极小尺寸内调控近场、相位和传播方向，为纳米尺度光-物质操控和空间极化激元工程开辟新路径。
2025-01-01 physics.app-ph physics.optics
Occupancy-driven Zeeman suppression and inversion in trapped polariton condensates
本研究针对光学俘获的激子-极化激元凝聚体磁光致发光特性展开，揭示了不同尺寸俘获势下塞曼分裂的屏蔽与反转现象，阐明了约束与背景激子相互作用的关键作用。
2024-08-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Strong Coupling of Epsilon-Near-Zero Phonon Polaritons in Polar Dielectric Heterostructures
我们报告的第一个观察到的近零（ENZ）声子极化激元在AlN薄膜完全杂化与表面声子极化激元（SPhP）支持的相邻SiC衬底。采用一个强耦合模型的色散和电场分布在这些杂化模式的分析，我们表明，他们共享的两个先驱模式的最突出的特点。这种新型ENZ-SPhP耦合极化激元具有高度的传播特性和深度亚波长光限制，可以作为未来红外和太赫兹（THz）纳米光子集成和通信器件的构建模块。
2018-11-14 physics.optics
Extreme light confinement and control in low-symmetry phonon-polaritonic crystals
本综述梳理低对称晶体中声子极化激元的研究进展，阐释对称性破缺对极化激元响应及纳米光传播的作用，并探讨其在拓扑物理、非线性调控等方向的新兴机遇。
2023-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Why the hyperbolic polaritons are hyperbolic?
针对双曲极化激元双曲特性缺乏解析描述的问题，提出基于聚焦行为的等频轮廓解析形式，揭示其严格双曲本质，为开发新型光学器件提供突破性方法。
2025-05-01 physics.optics
Higher-order dark solitons and oscillatory dynamics in microcavity polariton condensates
本文通过数值模拟证明在周期性光泵浦的微腔极化激元凝聚体中，高阶暗孤子可稳定存在于势谷，并能形成暗振荡器及由灰孤子对构成的新型暗孤子。
2024-11-22 physics.optics
Prospects to bypass nonlocal phenomena in metals using phonon-polaritons
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；University of Southern Denmark（南丹麦大学）
利用声子极化子在金属中实现纳米光限制，绕过非局域效应，突破传统限制。
2025-03-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanometer-scale Cavities for Mid-infrared Radiation via Image Phonon Polariton Resonators
本文提出在SiC极性电介质上沉积银纳米立方体，实验实现反对称镜像声子极化激元模式，将中红外辐射限制在比自由空间小近十亿倍的模式体积内，品质因子超过180，为纳米尺度长波长强光-物质相互作用控制开辟了新途径。
2025-05-05 physics.app-ph physics.optics
The Tunable Hybrid Surface Phonon and Plasmon Polariton Modes in Boron Nitride Nanotube and Graphene Monolayer Heterostructures
对氮化硼纳米管（BNNT）中的表面声子极化激元（SPhP）模和石墨烯单层中的表面等离子体极化激元（SPP）模的混合模进行了理论研究。1D BNNT和2D石墨烯单层的组合进一步改善了具有电可调谐性的模态特性。优于石墨烯单层，所提出的异质结构支持具有横向光学限制的单模传输。模态特性可以从类SPP向类SPhP转变。混合模式的品质因数和场增强都比BNNT SPhP模式的品质因数和场增强提高了3倍以上，这可以进一步实现亚波长中红外应用。
2014-12-30 physics.optics
Ultra-Confinement of Polaritons in Single Atomic Layer Ag Photonic Quantum Dots
The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）；Joint School of Nanoscience and Nanoengineering, the University of North Carolina at Greensboro（北卡罗来纳大学格林斯伯勒分校纳米科学与工程联合学院）
研究通过扫描近场光学显微镜直接成像传播的极化子并研究其在纳米结构中的特性，开发了一种分析方法以揭示在限制条件下极化子的局部传播常数，并在亚波长分辨率下映射它。
2026-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Surface Plasmon Polariton Self-Focusing by Ponderomotive Forces
研究了金属层固有的电子等离子体非线性引起的表面等离子体激元的非线性特性。采用流体力学等离子体模型描述金属中电子的运动。非线性有质动力将电子从高场强区排斥出去，有效地降低了等离子体的局部频率和相应的折射率实部，导致类克尔自聚焦。对低载流子密度区域的场限制还有助于减少传播损耗，传播损耗通常抑制实际的纳米等离子体电路。表面等离子体自聚焦和非线性光谱的修改，我们的模型预测，初步实验证明。
2007-08-29 physics.optics
Quantitative infrared nanoscopy: Probe-cavity eigenmodes and nano-gap polaritons for strongly coupled nanoscale optics
School of Physics and Astronomy, University of Minnesota Twin Cities（明尼苏达大学双城分校物理与天文学学院）；Dept. of Physics, University of California San Diego（加州大学圣地亚哥分校物理系）；Advanced Light Source, Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室先进光源中心）；Dept. of Physics, Columbia University（哥伦比亚大学物理系）
研究借助光学纳米显微镜突破传统光学衍射极限，提出“本征探针”模型描述探针与环境近场相互作用，将基本激发识别为纳米间隙极化激元，经实验验证可用于反演局部光学常数，为光学纳米显微镜发展及相关应用奠定基础。
2026-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface plasmon polariton modes in a single-crystal Au nanoresonator fabricated using focused-ion-beam milling
我们使用聚焦离子束铣削单晶金表面制造一个590 nm长的线性脊，作为表面等离子体纳米谐振器。然后使用阴极发光成像光谱来激发脊上的表面等离子体并对其成像。主成分分析揭示了不同的等离激元模式，这证明了表面等离激元振荡的脊的限制。边界元法计算证实，线性脊能够支持高度局域化的表面等离子体模式（模式直径< 100 nm）。结果表明，聚焦离子束铣削可以用于纳米单晶等离子体元件的快速成型。
2008-01-08 physics.optics
Canalized hyperbolic magnetoexciton polaritons enabled by the Shubnikov-de Haas effect in van der Waals semiconductors
Tianjin University of Commerce（天津商业大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）；Hunan University of Science and Technology（湖南科技大学）
通过肖克利-德哈斯效应在范德瓦尔半导体中实现超低群速和超长寿命的双曲磁极子极子通道化，揭示磁光传输对双曲极子的影响。
2026-03-08 physics.optics
Fast Programming of In-Plane Hyperbolic Phonon Polariton Optics Through van der Waals Crystals using the Phase-Change Material In3SbTe2
RWTH Aachen University（亚琛工业大学）；Juelich-Aachen Research Alliance (JARA-FIT)（于利希-亚琛研究联盟）；University of Oviedo（奥维耶多大学）；Center of Research on Nanomaterials and Nanotechnology, CINN (CSIC-Universidad de Oviedo)（纳米材料与纳米技术研究中心，CINN（西班牙国家科研委员会-奥维耶多大学））；Istituto Italiano di Tecnologia, Center for Biomolecular Nanotechnologies（意大利理工学院，生物分子纳米技术中心）
通过相变材料In3SbTe2和α-MoO3薄片实现HPhPs的快速编程，提供灵活的结构重构能力，用于高效控制极子传播和限制。
2026-03-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photonic p-n Junction: An Ideal Near-Field Heat Flux Modulator
利用一对由纳米级真空间隙隔开的p型和n型半导体，我们介绍了一种光电子元件原型，“光子pn结“，作为电子pn结的模拟物，它被证明是一种理想的近场热流调制器。高调制性能依赖于三种基本光子-载流子相互作用模式（即，表面等离子激元、对称耗尽内部等离子激元和对称累积表面等离子激元），这是由在可调偏压下表面附近的空穴和电子密度的变化引起的。该原型不仅为纳米尺度下的非接触式热管理提供了新的思路，而且为设计处理等离子体激元携带信息的光电子器件提供了新的思路。
2022-05-11 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Dielectric Mie Voids: Confining Light in Air
在纳米尺度上操纵光已经成为元器件、谐振表面、纳米级光学传感器等的核心挑战，并且它在很大程度上基于色散和有损耗金属和金属中的谐振光限制。在这里，我们实验性地实现了一种新的介电纳米光子学策略：空气中光的共振亚波长限制。我们证明了在高折射率介电基质材料中产生的空隙支持具有特殊光学特性的局部共振模式。由于在空气中的限制，模式不会遭受电介质主介质的损耗和色散。我们通过实验实现这些共振米氏空隙聚焦离子束铣削到散装硅片和实验证明共振光限制到紫外光谱范围在265 nm（4.68 eV）。此外，我们利用明亮，强烈和自然的颜色进行纳米级彩色印刷。共振介电Mie空隙与介电纳米颗粒的组合将使超颖表面和其他微米和纳米级光学元件的未来设计的参数空间增加一倍以上，并将其操作推向蓝色和UV光谱范围。特别是，这种扩展将使新的天线和结构设计，受益于充分访问模式场内的空隙，以及几乎自由选择的高折射率材料。
2022-05-16 physics.optics
Nanoscale confinement and control of excitonic complexes in a monolayer WSe2
本文提出低温电容式共聚焦光学显微镜（C3OM），利用导电AFM针尖在4K下对单层WSe2实现纳米尺度掺杂调控，从而在任意位置限制并观测激子、三激子及更大激子复合体的非线性光学响应。
2023-11-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transverse hypercrystals formed by periodically modulated phonon-polaritons
光子晶体和超材料是操纵光的两个主要范例。结合这两种方法导致超晶体：双曲色散超材料，经历周期性调制和混合光子晶体的方面与双曲色散物理。到目前为止，由于各种技术和设计的限制，超晶体的实验实现有限。在这里，我们创建纳米级超晶体的晶格常数范围从25 nm到160 nm，并测量其集体布洛赫模式和色散与散射近场显微镜。我们证明了第一次色散的功能，如负群速度，带折叠的指示，和签名的状态峰的尖锐密度，预计超晶体（而不是普通的极化激子晶体）。这些密度峰值将我们的发现与理论预测相联系，理论预测甚至在几何简单的晶格中也会出现极其丰富的超晶体能带结构。这些特征使得超晶体既从根本上令人感兴趣，又有可能用于工程纳米级光物质相互作用。
2022-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Strongly confined Mid-infrared to Terahertz Phonon Polaritons in Ultra-thin SrTiO3
Peking University（北京大学）；Tsinghua University（清华大学）；University of California at Berkeley（加州大学伯克利分校）
超薄SrTiO3膜支持宽频谱、强限制的中红外至太赫兹声子极化子，为下一代光电设备提供关键设计思路。
2025-11-20 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Nanoscale confinement of energy deposition in glass by double ultrafast Bessel pulses
超快激光脉冲在空间上被整形为贝塞尔光束，产生高纵横比的等离子体通道，其弛豫可以导致纳米通道的形成。我们报告了一个强大的增强的纳米通道钻孔效率与照明由10至500 ps之间的延迟分开的双脉冲。这使得能够形成直径低至100 nm的纳米通道。实验吸收测量表明，钻井效率的增加是由于能量沉积的约束的增加。纳米通道的形成对应于第二脉冲的吸收的急剧变化，表明发生了由第一脉冲产生的相变。这创造了一种高度吸收的长寿状态。我们的测量结果表明，它是兼容的半金属化的温暖致密的玻璃发生在第一个激光脉冲照射后的时间尺度<10 ps。
2021-02-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Polariton Nanophotonics using Phase Change Materials
通过光和材料激发（例如等离子体激元、声子或激子）的耦合形成的极化激元使得纳米级的光-物质相互作用超出了目前常规光学的可能性。近年来，范德瓦尔斯材料中的极化激元引起了人们极大的兴趣，它在传感、集成光子电路和探测器等方面有着广泛的应用。然而，需要新的技术来控制极化激元在纳米尺度上的传播，并实现第一个实用的设备。在这里，我们报告的实验实现的极化激元折射和超光学在中红外线利用低损耗声子极化激元在同位素纯六方氮化硼（hBN），这使得它能够与周围的介电环境，包括低损耗相变材料，锗$_3$锑$_2$碲$_6$（GST）的性能。我们展示了波导限制极化激元在一维几何形状，折射光学元件，如透镜和棱镜的声子极化激元在hBN，我们使用扫描近场光学显微镜的特点。此外，我们展示了超透镜，这使得偏振波阵面工程和亚波长聚焦。我们的方法，由于其亚衍射和平面性质，将使可编程的小型化集成光电子器件的实现，并将按需生物传感器奠定基础。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Tunable Polariton Canalization in Natural van der Waals Oxide
研究通过红外纳米成像揭示了alpha-V2O5中平面双曲性，实现无额外处理的极子单向传播，展示了可调极子通道化的新形式。
2026-07-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Unidirectional Ray Polaritons in Twisted Asymmetric Stacks
本文在厚度非对称的扭转双曲型 vdW 堆叠中可视化并调控单向射线极化激元，为纳米定向传播及传感、热管理等应用提供新平台。
2025-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface plasmon-polaritons in deformed graphene excited by attenuated total internal reflection
本文采用衰减全反射方法研究了形变石墨烯中表面等离子体激元的激发。我们考虑了石墨烯中SPPs激发的Otto几何。SPPs激发的效率强烈地依赖于SPPs的传播方向。SPP的最有效激发的频率和入射角强烈地依赖于入射光的偏振。我们的研究结果可能会打开新的可能性，在纳米尺度上的光的应变诱导成型流。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Low-loss far-infrared surface phonon polaritons in suspended SrTiO3 nanomembranes
该研究在可扩展制备的自支撑 SrTiO3 纳米膜中实现远红外低损耗、厚度可调表面声子极化激元，性能可比范德华材料纪录值。
2025-04-08 physics.app-ph physics.optics
Deterministic control over launching efficiency of higher-order hyperbolic phonon polaritons
Vanderbilt University（范德堡大学）；The Pennsylvania State University（宾夕法尼亚州立大学）
该研究通过使用亚表面散射体，将单晶α-MoO3中高阶双曲声子极化激元的激发效率提升10倍，结合数值模拟与转移矩阵法，实现了对该类极化激元激发的确定性调控，推进了其在片上复用的应用能力。
2026-08-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanoscale confinement of all-optical switching in TbFeCo using plasmonic antennas
在过渡金属-稀土合金GdFeCo 1 -5中首次观察到了飞秒激光脉冲引起的磁畴全光开关（AOS）现象;这一现象表明了光学控制磁性的潜力，可用于更快发展的未来磁纪录技术。由于在其他材料中发现了相同的效果，包括无RE磁性多层膜，AOS的技术潜力最近有所增加。然而，为了在技术上有意义，AOS必须与传统存储设备的位密度竞争，将光学切换的磁性区域限制在远低于衍射极限的尺寸。在这里，我们展示了可重复的和强大的全光开关的磁畴的53 nm大小的亚铁磁TbFeCo合金使用金等离子体天线结构。使用X射线共振全息成像在等离子体天线周围和下方对受限的纳米级磁反转进行成像。我们的研究结果表明，未来的AOS-based磁纪录技术的潜力。
2014-09-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tailoring hBN's Phonon Polaritons with the Plasmonic Phase-Change Material In3SbTe2
本文提出利用相变材料In3SbTe2在介电相和金属相间可逆切换的特性，通过直接光学编程快速原型化发射和聚焦结构，实现对范德华材料hBN中声子极化激元的高约束定制与可重构调控。
2025-04-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
High quality nanocavities through multimodal confinement of hyperbolic polaritons in hexagonal boron nitride
本研究首次在六方氮化硼中利用双曲极化激元的多模态干涉实现类连续谱束缚态纳米腔，获得体积小至23x23x3 nm^3、品质因子超400的腔体，为深亚波长光约束提供新机制。
2023-12-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Two-dimensional moiré phonon polaritons
Department of Physics, The Hong Kong University of Science and Technology（物理系，香港科技大学）；Department of Chemistry, The Hong Kong University of Science and Technology（化学系，香港科技大学）
本研究在二维扭曲莫尔材料中发现了一类新的莫尔声子极化激元，其光谱发生多分支重构且电磁波函数被超晶格纳米图案化，数值模拟证实了该模式，确立了莫尔超晶格作为调控光-物质相互作用平台的地位。
2025-09-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
