Near-forward Raman scattering by bulk and surface phonon-polaritons in the model percolation-type ZnBeSe alloy
利用近前向喇曼散射研究了Zn_（0.67）Be_（0.33）Se合金的体声子和表面声子极化激元。在常规的背散射拉曼光谱中，（Be-Se）短键呈现明显的渗滤双峰，对应于Zn_（0.67）Be_（0.33）Se的三模行为[1（Zn-Se），2（Be-Se）]。这提供了一个机会，以实现一个完善的理解的声子极化激元模式的锌合金超出目前的双模近似，对应于[1（Zn-Se），1（Be-Se）]的描述在这种情况下。支持的讨论是由轮廓建模的线性介电响应的形式主义内的多模体和表面声子极化激元的拉曼信号。
2013-07-25 cond-mat.mtrl-sci
Near-forward Raman study of a phonon-polariton reinforcement regime in the Zn(Se,S) alloy
我们通过近前向拉曼散射研究了A1-xBxC锌合金在布里渊区中心Γ附近进入其纵向光学（LO-）区域时（A-C，B-C）混合声子极化激元的假定增强，正如线性介电响应的形式主义所预测的那样。解决这种问题的选择系统是ZnSe0.68S0.32，这是由于其折射率在可见光范围内的适度色散，这是使声子极化激元洞察力接近Γ的必要条件。实际上通过使用633.0 nm激光激发来访问LO-制度，通过在最终小散射角处的（Zn-Se，Zn-S）混合声子极化激元的强烈出现来证明。
2014-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Highly confined phonon polaritons in monolayers of oxide perovskites
二维（2D）材料能够强限制与原子的集体激发杂交的光，从而实现电场增强和新颖的光谱应用。最近，已经合成了氧化物钙钛矿的独立单分子膜，其具有高度红外活性的声子模式和竞争相互作用的复杂相互作用。在这项研究中，我们评估的声子极化激元的中心品质因数的四方相的二维钙钛矿SrTiO $_3$，KTaO $_3$，和铌酸锂$_3$，使用密度泛函理论计算。具体来说，我们计算的二维声子极化激元色散，传播质量，限制，和减速因素，我们表明，它们是在原型的二维介电六方氮化硼中发现的。我们的研究结果表明，氧化物钙钛矿的单层是在太赫兹光谱范围内，使possibilites通过强烈增强的电磁场来控制复杂的物质相的极化子平台的有前途的候选人。
2021-03-11 cond-mat.mtrl-sci
Microscopic theory of phonon polaritons and long wavelength dielectric response
Weizmann Institute of Science（魏茨曼科学研究所）
本文提出一种从头计算方法，用于计算声子极子色散关系，并展示其在非谐振材料中的介电响应特性。
2026-01-12 cond-mat.mtrl-sci
Ultrafast dynamics of coherent phonons and phonon-polaritons in lithium niobate crystals
利用反射泵浦-探测光谱技术研究了铌酸锂（LiNbO $_{3}$）晶体中相干声子和声子-极化激元的超快动力学行为。除了几个相干光学声子模式，电光采样测量探索的声子极化激元E模式的共存附近的3.8和14.9太赫兹，这与理论上的声子极化激元色散曲线相当吻合。我们还发现，相干光学声子与声子-极化激元之间存在一个时间滞后（$Δ$ t $\approx$ 0.2 ps），这是由声子-极化激元传播的耦合时间引起的。我们的研究结果提供了一个可能的应用铌酸锂$_{3}$的超快电光声子调制器的带宽大于10太赫兹。
2022-08-22 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Near-forward Raman selection rules of the phonon-polariton created by alloying in (Zn,Be)Se
采用近前向散射方法，研究了三模（1ZnSe，2BeSe）ZnBeSe系统中合金化产生的（ZnSe，BeSe）混合声子极化激元的喇曼选择规则，该系统具有显著的类S色散，覆盖了ZnSe和BeSe光谱范围之间的较大频隙.使用适当的激光线和Be含量，解决了远离布里渊区中心和布里渊区中心附近的加固制度的崩溃制度。我们发现，在这两个制度所考虑的声子极化激元，实际上是一个横模与混合的机械和电气字符，服从相同的名义拉曼选择规则，其纯机械的变体通常观察到的背散射几何形状。此外，在两个制度的声子极化激元拉曼线型的显着差异给出了一个提示，如何声子极化激元电场E的发展，而下降的S类色散向布里渊区中心。在加强制度E是大的，导致在两个BeSe模式之间的介导的振子强度的模间转移的顶部上的模内，这两个模式都表现出由于合金无序的精细结构。相反，在崩溃制度E仍然很弱，证明了模内转移的情况下。支持的讨论是由轮廓建模的多声子极化激元拉曼线型在其波矢的依赖性内的线性介电方法。
2016-03-03 cond-mat.mtrl-sci
Phonon-Polaritons in Non-Centrosymmetric Systems: Theory of Terahertz Pump-Optical Probe Spectroscopy
Department of Physics, “Sapienza” University of Rome（罗马大学物理系）
本文提出理论框架，探讨声子极化子在太赫兹泵-光学探测光谱学中的作用，通过非线性光学核的多体描述和非线性麦克斯韦方程的微扰解，揭示了宽带太赫兹泵在扩展声子极化子能带相空间中的优势。
2024-11-15 cond-mat.mtrl-sci
Probing Hyperbolic and Surface Phonon-Polaritons in 2D materials using Raman Spectroscopy
本文利用背散射拉曼光谱探测二维材料GaSe中的声子极化激元，通过改变入射角揭示其双曲色散关系，并证实表面与导波极化激元的存在，为中红外纳米光子器件发展提供便捷表征手段。
2022-08-28 cond-mat.mtrl-sci
Modulation of a surface plasmon-polariton resonance by sub-terahertz diffracted coherent phonons
相干亚太赫兹声子入射到沉积在电介质衬底上的金光栅上经历衍射，从而引起表面等离子体激元-极化激元共振的改变。这导致在等离子体激元-极化激元共振附近的可见光的结构的反射率的有效高频调制（高达110 GHz）。通过设计提供等离子体极化激元和声子共振的周期性纳米结构来实现高调制效率。我们的理论分析表明，等离子体激元极化激元共振的动态变化是由光栅内的高阶声子共振频率的狭缝宽度的调制。
2012-06-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Active Tuning of Surface Phonon Polariton Resonances via Carrier Photoinjection
表面声子极化激元（SPhPs）是远红外等离子体激元的有吸引力的替代品，用于光的亚衍射限制。半导体纳米谐振器中的局部SPhP谐振非常窄，但是该线宽和Reststrahlen带的有限范围固有地限制了光谱覆盖。为了解决这一限制，我们报告主动调谐的InP和4 H-SiC中的SPhP共振光注入自由载流子到纳米谐振器，利用之间的耦合的载流子等离子体和光学声子蓝移SPhP共振。我们展示了国家的最先进的调谐数字的优点后，连续波（CW）激发（在InP）或脉冲激发（在4 H-SiC）。寿命效应导致InP中的调谐饱和，并且载流子再分布导致4 H-SiC中调谐的快速（<50 ps）恢复。这项工作开辟了在红外线中主动调谐纳米光子器件（如调制器和信标）的道路，并确定了电子和光子激发之间耦合的重要影响。
2017-05-17 cond-mat.mtrl-sci
Second Harmonic Generation from Critically Coupled Surface Phonon Polaritons
中红外纳米光子学可以利用极性介质材料中表面声子极化激元的亚衍射光局域化和场增强来实现。我们实验证明二次谐波产生由于光场增强从临界耦合表面声子极化激元在6 H-SiC-空气界面，采用红外自由电子激光的强度，可调谐，和窄带中红外激发。表面极化激元的临界耦合是通过使用奥托几何中的棱镜来实现的，该棱镜具有可调节的气隙宽度，从而提供对沿极化激元色散的激发条件的完全控制。计算的反射率和二次谐波光谱再现完整的实验数据集具有高精度，允许量化的光场增强。我们还揭示了奥托几何中二次谐波光耦合效率低的机制。讨论了基于表面声子极化激元的非线性传感和非线性波导耦合的前景。
2017-02-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhanced Raman scattering by fast GaN phonon-polaritons
本研究在六方GaN中通过近前向拉曼散射激活了兼具光子高速与声子高拉曼强度优势的快速声子极化激元，为红外光子学及振动/光学开关应用提供了新途径。
2025-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Probing and steering bulk and surface phonon polaritons in uniaxial materials using fast electrons: hexagonal boron nitride
Materials Physics Center, CSIC-UPV/EHU（材料物理中心，CSIC-UPV/EHU）；CIC NanoGUNE BRTA（纳米技术研究中心 NanoGUNE）；Department of Electricity and Electronics, EHU/UPV（电气与电子工程系，巴斯克国立大学）；IKERBASQUE, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯基克，巴斯克科学基金会）；Donostia International Physics Center DIPC（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）
研究快电子与各向异性材料中极化子模式的耦合机制，揭示电子速度和光轴角度对体表面声子极化子激发的影响，为操控极化子波传播提供新方法。
2020-06-09 cond-mat.mtrl-sci
Coherent interactions between phonons and exciton or exciton-polariton condensates
本文分析了半导体微腔中激子和激子-极化激元凝聚体与相干声波的相互作用。在k-无关相互作用近似下，得到了凝聚体-声子耦合系统激发色散的解析解。占k-依赖性的结果在一个更强的修改的色散，甚至在外观的“旋子不稳定性”区域。
2011-03-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanical detection and imaging of hyperbolic phonon polaritons in hexagonal Boron Nitride
到目前为止，二维（2D）材料的中红外纳米成像和光谱学仅限于散射型扫描近场光学显微镜（s-NSOM）实验，其中来自样品的光被金属涂层原子力显微镜（AFM）尖端散射，与纳米级材料相互作用。这些实验最近允许成像的等离子体激元在石墨烯以及双曲声子极化激元（HP 2）在六方氮化硼（hBN）。在这里，我们表明，AFM悬臂梁的高机械灵敏度可以用于成像hBN中的双曲声子极化激元。在我们的成像过程中，hBN微米级薄片的晶格振动被发射的声子极化激元局部增强。这些增强的振动耦合到与样品表面接触的AFM针尖，并在扫描期间记录。成像分辨率优于λ/20，与s-NSOM的最佳分辨率相当。重要的是，这种检测机制是免费的光背景，它实际上是第一个声子极化激元的无光子检测。
2017-03-30 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Generalized Huang's Equation for Phonon Polariton in Polyatomic Polar Crystal
本文提出不含拟合参数的广义黄方程，将声子极化激元理论从双原子晶体推广到多原子极性晶体，并成功获得多种体材料和二维材料的色散关系及本征态，发现hBN薄片中离子振动分量具有非零圆偏振。
2025-01-06 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.comp-ph
Thermal and electrostatic tuning of surface phonon-polaritons in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures
该研究利用低温红外近场显微镜在SrTiO3及含二维电子气的LaAlO3/SrTiO3异质结构中观测表面声子极化激元，并实现温度与静电门控调谐。
2023-11-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.str-el
Local control and lateral nanofocusing of hyperbolic phonon polaritons
Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)（韩国科学技术院）；Department of Physics, University of Oviedo（奥维耶多大学物理系）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea (UPV/EHU)（巴斯克地区大学）；Department of Biomicrosystem Technology, Korea University（韩国大学生物微系统技术系）；KU-KIST Graduate School of Converging Science and Technology, Korea University（韩基融合科学技术研究生院）；Center of Research on Nanomaterials and Nanotechnology, CINN (CSIC-Universidad de Oviedo)（纳米材料与纳米技术中心（西班牙国家科学研究委员会-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）
通过在六方氮化硼中使用正弦波起伏的金表面，实现了超声极子波长的局部控制，并通过亚波长压缩和扩展实现横向纳米聚焦，展示了亚波长结构工程的新方法。
2026-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Near-field probing of image phonon-polaritons in hexagonal boron nitride on gold crystals
近场映射已被广泛用于研究范德瓦耳斯晶体中的双曲声子-极化激元。然而，由于近场信号和衬底介导的损耗的固有复杂性，极化激元损耗的精确测量仍然具有挑战性。在这里，我们证明了大面积单晶金片，一个原子级平坦的低损耗基板的图像极化激元，提供了一个平台，精确的近场测量的复杂传播常数的范德瓦尔斯晶体中的极化激元。作为一个局部的例子，我们测量的图像声子极化激元在六方氮化硼的传播损耗，揭示了其归一化的传播长度表现出抛物线光谱依赖性。此外，我们表明，图像声子极化激元表现出高达两倍的归一化传播损耗，而被压缩的2.4倍的情况下，电介质基板相比。我们的结论是，单晶金片提供了一个独特的纳米光子平台，探测和开发的图像模式在低维材料。
2021-12-23 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other physics.optics
Quantum entanglement based on surface phonon polaritons in condensed matter systems
凝聚态系统是实现量子信息电路集成的潜在候选者。表面声子极化激元（SPhP）是凝聚态系统中一种特殊的传播模式。我们研究了SPhP模的纠缠。纠缠对由注入系统的纠缠光子产生。利用相互作用哈密顿量和微扰理论研究了纠缠SPhPs的量子特性。作为对比，采用波动力学方法描述了耦合过程。最后，对系统的相关性进行了检验。因此，一整套描述的SPhP纠缠。
2012-10-02 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Highly confined epsilon-near-zero- and surface-phonon polaritons in SrTiO3 membranes
本研究通过实验观测到SrTiO3薄膜中的epsilon-near-zero和高度受限声子极化激元，证实氧化物薄膜可作为红外光子学平台。
2024-03-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Highly Tunable Phonon Polaritons via Metal Intercalation
本研究通过零价金属插层α-MoO₃实现声子极化激元色散高达38.5%的可调性，为可重构中红外纳米光子学提供了实用途径。
2025-10-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Phonon polaritonics in two-dimensional materials
声子极化激元对电磁能的极端限制有望成为控制物质动力学的强有力的新形式。为了使这种控制达到原子尺度的极限，重要的是要考虑二维（2D）系统中的声子极化激元。最近的研究指出，在2D中，纵向和横向光学（LO和TO）声子之间的分裂是不存在的$Γ$点，即使是极性材料。这种LO-TO分裂的缺乏是否意味着在极性单分子膜中没有声子极化激元？在这里，我们推导出第一原理表达式的极性单层的导电性指定的波矢依赖LO和TO声子色散。在长波长（本地）的限制，我们找到了一个普遍的形式的电导率在$Γ$点，其寿命和LO声子的群速度的LO声子的频率。我们的分析表明，二维声子极化激元只是二维系统的LO声子。对于六方氮化硼（hBN）的具体例子，我们估计的限制和传播损耗的LO声子，发现高限制和合理的传播品质因数重合的区域，这可能是难以检测到与当前的近场光学显微镜技术。最后，我们研究了外部发射体与二维hBN纳米结构的相互作用，发现由于与局域二维声子极化激元的耦合，自发发射得到了极大的增强，以及外部发射体与hBN声子之间多模强耦合和超强耦合的可能性。这可能导致基于强耦合的电子和声子的新的混合态的设计。
2019-01-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Measuring momentum-resolved dissipation of phonon-polaritons in LiNbO$_3$ with terahertz driving
Brigham Young University（杨百翰大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；Université de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Université Paris Cité（巴黎西岱大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢尔研究所）
该研究提出太赫兹泵浦 - 拉曼探针法，用于绘制铌酸锂中声子极化激元色散图，可高精度提取频率和阻尼率的动量依赖性，通过理论与实验联合分析，揭示了声子本征阻尼率的非平凡频率依赖性及可能的非谐耦合。
2026-07-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultrabroadband nanocavity of hyperbolic phonon polaritons in 1D-like α-MoO3
声子极化激元在纳米结构材料中的利用为纳米光子应用提供了一条操纵红外（IR）光的途径。值得注意的是，极性二维晶体中的双曲声子极化激元（HP 2）已被用于证明强电磁场约束，超低群速度和长寿命（~高达8 ps）。在这里，我们提出了α相三氧化钼（α-MoO 3）的纳米带作为低维介质，支持HP 2模式在中红外和远红外范围。通过实空间纳米成像，与同步加速器和可调谐激光器提供的红外照明，我们观察到，这样的HP 2响应发生通过形成的法布里-珀罗共振。我们注意到一个各向异性的传播，这严重依赖于频率范围。我们的研究结果得到了实验、理论和数值模拟的一致支持。我们的工作表明，天然纳米结构晶体的低维度，如α-MoO 3纳米带，提供了一个有吸引力的平台来研究极化激元光-物质相互作用，并提供了吸引人的腔特性，可以在未来的紧凑型纳米光子器件设计中加以利用。
2021-05-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Surface phonon polariton resonance imaging using long-wave infrared-visible sum-frequency generation microscopy
我们实验证明长波红外-可见光和频产生显微镜成像偏振共振的红外（IR）纳米光子结构。这种非线性光学方法提供了直接访问的极化近场的共振场增强，而空间分辨率是有限的可见和频信号的波长。作为一个概念验证，我们在这里研究的周期性阵列的亚衍射纳米结构的4H-碳化硅支持本地化的表面声子极化激元。通过空间扫描紧密聚焦的入射光束，我们观察到良好的灵敏度的和频信号的共振极化激子场增强，与可见光激光的焦点尺寸确定的空间分辨率大大提高。然而，我们报告说，紧聚焦也会导致样品损坏，最终限制了扫描探针方法可实现的分辨率。作为一种克服这种限制的方法，我们讨论了使用宽场和频产生显微镜作为一种通用的实验工具，将提供远低于红外衍射极限的空间分辨率的长波红外超分辨率显微镜的概念。
2019-05-29 cond-mat.mtrl-sci 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
Acoustically-driven surface and hyperbolic plasmon-phonon polaritons in graphene/h-BN heterostructures on piezoelectric substrates
石墨烯中的表面等离子体激元与极性基底中的表面声子强烈耦合，导致杂化表面等离子体激元-声子极化激元（SPPP）。我们证明，表面声波（SAW）可以用来发射传播SPPP在石墨烯/h-BN异质结构的压电基板上，如AlN，SAW诱导的表面调制作为一个动态的衍射光栅。与裸石墨烯/AlN系统相比，通过引入h-BN膜大大提高了光耦合的效率。h-BN中间层不仅显著改变了SPPP的分散性，而且还提高了它们的寿命。SPPPs的强化与石墨烯中诱导的较高载流子迁移率以及与h-BN和AlN表面声子的耦合有关。除了表面声子，双曲声子出现在多层h-BN膜的情况下，导致杂化双曲等离子体-声子极化激元（HPPPs），也介导的SAW。这些结果为工程SAW基石墨烯/h-BN等离子体器件和覆盖中红外到太赫兹范围的超材料铺平了道路。
2018-05-23 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz-frequency magnon-phonon-polaritons in the strong coupling regime
当光和物质之间的相互作用足够强烈，形成称为极化激元的新混合模式时，就会发生强耦合。在这里，我们报告的强耦合的电和磁自由度的超快太赫兹（THz）频率的电磁波。在我们的系统中，铁电锂铁酸盐（LiNbO $_3$）中的光学声子与THz电场强耦合形成声子-极化激元，同时通过THz磁场与相邻的倾斜反铁磁铒正铁氧体（ErFeO $_3$）中的磁振子强耦合.强耦合导致新的磁振子-声子-极化激元模式的形成，我们在实验中观察到的波矢-频率色散曲线作为一个避免的交叉和在时域作为正常模式拍频。我们简单而多功能的片上波导平台提供了一个有前途的途径，探索超快太赫兹自旋电子学应用和相互作用的量子性质。
2018-02-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Mapping Phonon Polaritons with Visible Light
本文利用共焦拉曼显微镜，通过可见光映射InP纳米柱和4H-SiC光栅中的表面声子极化激元本征模式，发现所有拉曼活性体声子模式均与其耦合，并揭示极化率选择定则为主要耦合机制，为三维重建声子极化激元模式提供了新方法。
2024-04-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Physics of Phonon-Polaritons in Amorphous Materials
无序材料中玻色子激发的性质仍然难以捉摸，这是由于在无序存在下定义准粒子等关键概念的困难。我们报道了在玻璃中观测到的声子极化激元，包括玻色子峰（BP），即超过德拜定律的太赫兹模式。建立了一个基于扩散子概念的理论框架来模拟由于无序诱导散射而导致的极化激元线宽的加宽。结果表明，BP频率与线宽的扩散常数的标度与极化激元的Ioffe-Regel（IR）交叉频率密切相关。这一结果证明了BP在玻璃中集体玻色类激发的低能谱中的普遍性，远远超出了声学声子的传统情况，并建立了IR交叉作为BP背后的基本物理机制。
2020-04-26 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft
Highly confined incident-angle-robust surface phonon polariton bound states in the continuum metasurfaces
本文提出基于100 nm碳化硅薄膜的声子极化激元准连续域束缚态超表面，实现比衍射极限小约10^4倍的深亚波长光场局域，并展示对入射角的鲁棒性及分子振动强耦合，为中红外器件小型化开辟新途径。
2024-03-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Some formulae for evaluation of the polariton and plasmon frequencies, in materials
我们提出了计算声子极化激元，等离子体激元和等离子体激元频率的新关系，这不同于标准的关系。因此，我们研究了二维晶格中声子极化激元的频率，并将其应用到CuO_2晶格中。接下来，我们评估石墨烯和Cu 2D和Cu 3D金属中的等离子体频率。此外，我们评估的频率在Cu 2D/空气和Cu 3D/空气界面的表面等离子体激元。所得结果与实验数据吻合较好。此外，我们提出了之间的对应关系的潜在的向量和位移的振荡器。众所周知，二次量子化中算符的对易关系起源于用来描述电磁场的简谐振子。最后，我们提出了光子，声子和等离子体之间的比较。
2014-09-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Mechanistic principles of exciton-polariton relaxation
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
研究揭示了受激极子弛豫过程的微观机理，通过量子-经典混合模拟和分析，发现声子诱导的上极子到下极子弛豫分两步进行，且材料有限厚度抑制了极子内带弗罗希奇散射。
2026-01-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Surface plasmon polaritons and surface phonon polaritons on metallic and semiconducting spheres: Exact and semiclassical descriptions
在复角动量方法的框架下，研究了电磁场与非吸收或吸收色散球的相互作用。我们假设球体的介电函数呈现出类似德鲁德行为或离子晶体行为，模拟金属和半导体材料。我们更特别强调和解释的修改引起的共振光谱的吸收。我们证明了“共振表面极化激元模式”是由一个独特的表面波产生的，即，表面（等离子体或声子）极化激元，靠近球体表面传播。该表面极化激元对应于球体的S矩阵的电部分（TM）的特定Regge极点。从相关的Regge轨迹，我们可以构造半经典的谐振表面极化激元模式，可以被认为是Breit-Wigner型共振的复频率的频谱。此外，考虑到斯托克斯现象，我们导出了表面极化激元Regge极点在复角动量平面中位置的渐近表达式。然后，我们半经典地描述了表面极化激元，并提供了其色散关系的解析表达式和阻尼的非吸收和吸收的情况下。在这些解析表达式中，我们更具体地展示了与吸收直接相关的孤立项。最后，我们解释了为什么光子球系统可以被认为是一个人工原子（一个“等离子体原子”或“声子原子”），我们简要地讨论了我们的结果在卡西米尔效应的背景下的含义。
2007-12-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other 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
Ab initio calculation of phonon polaritons in silicon carbide and boron nitride
利用光子准粒子控制电磁能远低于衍射极限的能力是纳米光子学的一个定义范例。在这一领域的一个重要的最新发展是测量和操纵极有限的声子极化激元模式的极性介质，如碳化硅和六方氮化硼，铺平了道路的纳米光子学和极端的光-物质相互作用在中红外太赫兹频率范围。为了进一步推进这一有前途的领域，预测最近发现的和尚未合成的极化激元材料的光学响应是非常有趣的。在这里，我们发展了一个统一的框架，量子线性响应理论的基础上计算空间非局域介电函数的极性晶格在任意尺寸。在三维块状材料的情况下，我们的计算的空间局部限制再现极性晶格的介电响应的标准结果。使用这个框架，我们提供了从头计算的介电常数的重要散装极性的碳化硅和六方氮化硼，如与实验吻合良好。从从头算理论，我们能够开发一个微观的理解，声子模式有助于每个组件的介电函数，以及预测功能的介电函数是一个结果，弱TO声子。这种形式主义还确定了量子非局域效应可以校正声子极化激元色散的机制，这与最近将电磁场限制在1~nm尺度的原子尺度实验非常相关。最后，我们的工作指向的第一性原理描述的界面声子，声子强耦合，和手征声子的声子极化激元的性质的影响。
2018-08-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Ultralong Lifetime Plasmons on Picosecond Time Scale Enabled by Hybrid Plasmon-Phonon Polaritons
石墨烯等离子体激元对于在宽频域中工作的紧凑型光学器件具有极大的兴趣，其具有高速和非常低的能量消耗。然而，石墨烯等离子体激元在大多数衬底上迅速衰减，主要是由于来自衬底表面声子和杂质的散射损耗。在这里，我们发现了一种新的杂化等离子体声子极化激元模式在石墨烯/h-BN范德华异质结构，这使得超长的混合等离子体激元寿命高达1.6皮秒，最长的等离子体激元寿命有史以来证明。这种显著的长寿命来自于长寿命h-BN横向光学声子与石墨烯等离子体的耦合，石墨烯等离子体仅存在于单层异质结构中。我们的发现和理解这种未开发的混合模式提供了一种新的方法来调整等离子体激元的行为在频率，时间和空间域。这可能会引入一种新的范例，以产生具有超长寿命的高度受限等离子体激元，用于各种应用，如深亚波长超材料，超低损耗波导和超快光开关。
2015-11-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Refractive Index-Based Control of Hyperbolic Phonon-Polariton Propagation
双曲声子极化激元（HPhPs）是在各向异性介质中红外光子耦合到极性光学声子时产生的，将长波长光限制在纳米尺度体积内。然而，为了实现HPhPs在红外光学方面的全部潜力，关键是要了解适用于从波导到红外传感应用的衬底上的传播和损耗机制。在本文中，我们采用散射型扫描近场光学显微镜（S-SNOM）和纳米傅里叶变换红外（FTIR）光谱，与分析和数值计算相结合，阐明HPhP特性作为复杂的基板介电函数的函数。我们认为悬浮，介电和金属基板上的传播，以证明厚度归一化的波矢量可以减少25的因素，简单地通过改变基板从介电金属的行为。此外，通过将虚部贡献纳入有损耗材料中的介电函数，波矢量可以通过损耗或载流子密度的微小局部变化来动态控制。因此，这种效应可以用于空间分离不同阶数的双曲模式，并且表明对于基于折射率的感测方案，HPhPs在薄膜极限中可以比表面极化激元更敏感。我们的研究结果推进了我们对基本极化激元激发及其在片上光子学和平面超颖表面光学中的潜力的理解。
2019-07-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Imaging of anomalous internal reflections of hyperbolic phonon-polaritons in hexagonal boron nitride
我们使用扫描近场光学显微镜来研究六方氮化硼纳米锥在红外频率下的响应，这种材料表现为双曲介质。所获得的图像主要是由一系列的热环，发生在倾斜的侧壁上的纳米锥。环的位置取决于入射激光的频率和纳米锥的形状。这两种依赖性是一致的双曲声子极化激元射线的定向传播，发射的边缘和曲折通过内部的纳米锥，维持多个内部反射的侧壁。此外，我们观察到一个强大的整体增强的近场信号在离散的谐振频率。这些共振证明了低介电损耗，允许子衍射极化激元的相干驻波形成。我们评论这种形状相关的共振和在热环的场浓度的潜在应用。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Near-field infrared nano-spectroscopy of surface phonon-polariton resonances
我们提出了在纳米尺度上的光-物质相互作用的实验和数值计算相结合的工作。我们报告新的近场红外纳米光谱的数值模拟，考虑，第一次，详细的尖端几何形状，没有自由参数。我们的研究结果相匹配的振幅和相位测量的光谱形状，即使是强共振表面声子极化激元（SPhP）模式。他们还首次验证了已发表的绝对散射振幅。一种新型的超宽带光源，使近场振幅和相位采集到远红外光谱范围。这使我们能够发现一个强大的SPhP共振在极性介质SrTiO 3（STO）在约24微米波长的入射光。
2020-06-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Strong Confinment of optical fields using localised surface phonon polaritons in cubic Boron Nitride
声子极化激元（PhPs）是一种长寿命的电磁模式，起源于红外光子与极性晶体的束缚离子晶格的耦合。立方氮化硼（cBN）是一种极性半导体材料，由于其原子质量轻，可以支持高频光学声子。在这里，我们报告通过未图案化的反应离子蚀刻工艺制造的cBN纳米结构的随机阵列。FTIR反射光谱表明存在局部表面PhPs的Reststrahlen带内，观察到超过38的品质因数。这些可以为下一代红外光学组件提供基础，如通信天线，改进的化学光谱学以及增强的发射器，源和探测器。
2018-12-28 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Hyperbolic phonon polaritons and wave vector direction dependent dielectric tensors in anisotropic crystals
本文通过在 Drude-Lorenz 模型中引入 LO-TO 劈裂，揭示了介电函数对波矢方向的依赖，并系统分析了多种各向异性晶体的双曲频率带特性，为新型双曲声子极化激元材料开发提供理论依据。
2024-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.comp-ph physics.optics
Localized Resonant Phonon Polaritons in Biaxial Nanoparticles
针对现有极化激元研究仅局限于各向同性/单轴结构的问题，本文合成了具有中红外高Q局域双曲声子共振的双轴纳米结构，建立了各向异性颗粒高阶共振理论并经近场测量验证，为新一代各向异性谐振器设计奠定基础。
2024-04-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Detectability of Axion Dark Matter with Phonon Polaritons and Magnons
凝聚态系统中的集体激发，如声子和磁振子，最近被提出作为光暗物质的新的检测通道。我们表明，激发i）光学声子极化激元极性材料中的${\mathcal O}$（1 T）磁场（通过轴子-光子耦合），和ii）磁有序材料中的带隙磁振子（通过轴子风耦合到电子自旋），可以覆盖难以达到的${\mathcal O}$（1-100）meV质量窗口QCD轴子暗物质与不到1千克-年的曝光。找到大量的光学声子或磁振子模式，可以耦合到轴子场的材料是至关重要的，建议一个程序来寻找一系列的材料具有不同的共振能量和激发选择规则，我们概述了规则，并讨论了一些候选目标，留下一个更详尽的搜索未来的工作。单光子、声子和磁振子探测器的不断发展将为实验实现这里提出的想法提供关键。
2020-05-20 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci hep-ph
THz-frequency cavity magnon-phonon-polaritons in the strong coupling regime
我们证明了磁振子和声子对太赫兹（THz）频率电磁波的强耦合作用局限于光子晶体（PhC）腔中。我们的腔体由一个二维阵列的空气孔切割成一个混合板的铁电锂铌酸盐（LiNbO $_3$）和铒正铁氧体（ErFeO $_3$），倾斜的反铁磁晶体。LiNbO $_3$中的声子和ErFeO $_3$中的磁振子分别与受限电磁波的电场和磁场分量强耦合。这导致形成新的腔磁振子声子极化激元模式，我们实验观察到的正常模式分裂的频谱和避免交叉的温度-频率图。该腔还具有模式体积$V=3.4\times10^{-3}λ^3\simeq0.5(λ/n)^3$ $μ$ m $^3$，并且可以实现高达1000的Q因子。这些因素促进了太赫兹腔自旋电子学和量子电动力学领域的研究。
2017-07-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Microscopic Theory of Polaron-Polariton Dispersion and Propagation
该研究建立极化子-极化激元色散与传播的微观解析理论，通过非微扰处理耦合、Floquet形式量子化声子，证明系统可用能带描述，解释了高激子特性极化激元低速长寿命弹道运动的实验现象。
2025-03-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
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
Broad-Spectral-Range Sustainability and Controllable Excitation of Hyperbolic Phonon Polaritons in $α$-MoO3
正交相三氧化钼（$α$ -MoO 3）中的双曲声子极化激元（HPhPs）具有面内双曲性、波长压缩和超长寿命等特性，在纳米光子学领域具有巨大的应用潜力。然而，由于实验表征方面的挑战，其在远红外（FIR）范围内的极化激元响应长期以来一直未被探索。在这里，使用单色电子能量损失谱（EELS）在扫描透射电子显微镜（STEM），我们探测HPhPs在$α$ -MoO 3中的中红外（MIR）和FIR频率和相关的微观结构和取向的行为。我们发现低结构对称性导致了在宽的光谱范围（超过70 meV）和不同方向（沿b轴55-63 meV和119-125 meV，沿c轴68-106 meV，沿a轴101-121 meV）上的各种声子模和多个Reststrahlen带（RB）。这些HPhPs可以通过控制快速电子的方向来选择性地激发。这些发现为纳米光子和光电应用提供了新的机会，例如定向光传播，超透镜和传热。
2020-11-24 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Long-range mid-infrared energy transfer mediated by hyperbolic phonon polaritons
Istituto Italiano di Tecnologia（意大利理工大学）；Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究委员会）；University of Southampton（南安普顿大学）
研究通过超双曲声子极化子实现远距离中红外能量传输，突破传统中红外平台的传输范围限制，具有极端方向性。
2026-03-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
