Science：基于納米結構范德瓦爾斯材料的紅外雙曲變面

【引言】

光學超表面是具有光學性質（由兩個橫向方向上的有效介電常數描述）的薄層，其通過層間的橫向結構而獲得。應用包括平面透鏡，高效率全息圖，光學渦旋光束的產生以及光的偏振態的控制。對于金屬表面，還可以控制表面等離子體極化激元（SPPs，由于光耦合而產生的電磁波，以及在變化表面中的電荷振蕩）沿著變換表面傳播的特性。由SPP提供的近場增強和限制是用于控制透射光的相位和偏振或者從變換表面發射的熱輻射的有效手段。

【成果簡介】

北京時間2018年2月23日，西班牙巴斯克大學Rainer Hillenbrand（通訊作者）團隊以題為“Infrared hyperbolic metasurface based on nanostructured van der Waals materials”發表在了Science上。研究通過納米結構化六面體氮化硼的薄層開發出中紅外雙曲線變面，該薄層支持深度亞波長尺度的聲子極化激元，其與面內雙曲線色散一起傳播。通過應用紅外納米成像技術，可以看到發散極化子束的凹（不規則）波前，這代表了雙曲極化子的標志性特征。這些結果說明了近場顯微鏡如何應用于揭示各向異性材料中極化激元的外來波前，并證明納米結構的范德華材料可以為雙曲線紅外變換設備和電路形成高度可變和緊湊的平臺。

【圖文導讀】

圖1 hBN聲子極化激元的偶極發射

圖2 聲子極化激元在20nm厚的hBN HMS上的偏振干涉成像

圖3 HMS-PhPs的波前成像

圖4 HMS-PhP波前的頻率依賴性

文獻鏈接：Infrared hyperbolic metasurface based on nanostructured van der Waals materials（Science,2018,DOI:10.1126/science.aaq1704）

本文由材料人學術組Allen供稿，材料牛整理編輯。

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