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叠层/转角二维原子晶体结构与极化激元的近场光学表征

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物理学报 2023年第2期72卷 239-255页

作者：徐琨淇胡成沈沛约马赛群周先亮梁齐史志文上海交通大学物理与天文学院人工结构及量子调控教育部重点实验室上海200240

极化激元是一种光与物质发生强相互作用形成的准粒子,可以极大地压缩光波长,提供一种突破衍射极限的光调制方式,为纳米光子学、非线性光学、量子光学等相关学科的发展提供了重要支持.范德瓦耳斯二维原子晶体是研究极化激元的理想平台,... 详细信息

极化激元是一种光与物质发生强相互作用形成的准粒子,可以极大地压缩光波长,提供一种突破衍射极限的光调制方式,为纳米光子学、非线性光学、量子光学等相关学科的发展提供了重要支持.范德瓦耳斯二维原子晶体是研究极化激元的理想平台,通过叠层、转角可以为极化激元的调控提供额外的自由度,从而展示出新颖的光学结构和极化激元特性.本文以近场光学为主要研究方法,对近几年出现的叠层及转角二维原子晶体的各种光学结构及极化激元进行综述.综述内容包括叠层石墨烯的畴结构、转角二维原子晶体的莫尔超晶格结构、转角二维拓扑极化激元、转角石墨烯手性等离激元等.最后,对叠层/转角二维原子晶体及其极化激元的未来发展进行展望.

关键词：转角二维原子晶体极化激元莫尔超晶格扫描近场光学显微技术

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二维极化激元学近场研究进展

物理学报 2019年第11期68卷 7-26页

作者：段嘉华陈佳宁中国科学院物理研究所北京100190 中国科学院大学物理学院北京100049 北京凝聚态物理国家实验室北京100190 松山湖材料实验室东莞523808

极化激元学可以实现纳米尺度上的光子操控和光与物质相互作用的调控,已经成为现代物理学中的一个重要分支.与传统贵金属相比,二维范德瓦耳斯原子晶体中极化激元具有更强的局域能力且可实现主观调控.近期,利用扫描式近场光学显微镜在二... 详细信息

极化激元学可以实现纳米尺度上的光子操控和光与物质相互作用的调控,已经成为现代物理学中的一个重要分支.与传统贵金属相比,二维范德瓦耳斯原子晶体中极化激元具有更强的局域能力且可实现主观调控.近期,利用扫描式近场光学显微镜在二维体系中观察到了多种类型的极化激元,为今后量子物理和纳米光子学的发展提供了新思路.本文主要介绍通过近场光学手段揭示二维极化激元学的重要进展和实验结果.在介绍近场光学及其成像原理的基础上,总结了二维极化激元学中近场研究进展的几个重要研究方向,包括等离极化激元、声子极化激元、激子极化激元和杂化型极化激元等.最后提出了近场光学今后可能的发展方向.

关键词：近场光学极化激元二维材料

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低维材料极化激元及其耦合特性

物理学报 2022年第12期71卷 156-170页

作者：马赛群邓奥林吕博赛胡成史志文上海交通大学物理与天文学院人工机构及量子调控教育部重点实验室上海200240

极化激元—光与物质中的电子、声子、激子或磁振子等发生强耦合而形成的一种新的集体振荡模式,近年来在纳米光子学领域受到了广泛的关注.低维材料极化激元拥有的高空间压缩比、低损耗、光电可调控等特点使其在微纳光子学器件中有着极高... 详细信息

极化激元—光与物质中的电子、声子、激子或磁振子等发生强耦合而形成的一种新的集体振荡模式,近年来在纳米光子学领域受到了广泛的关注.低维材料极化激元拥有的高空间压缩比、低损耗、光电可调控等特点使其在微纳光子学器件中有着极高的潜在应用价值,比如石墨烯中波长可调的等离极化激元、六方氮化硼中高质量的双曲声子极化激元、三氧化钼中面内各向异性的拓扑声子极化激元、碳纳米管中的一维拉廷格液体等离极化激元等.这些极化激元相互之间以及极化激元与外场之间还能进一步发生显著的耦合相互作用,产生各种丰富新奇的物理现象,极大地拓展了极化激元的应用前景.本文以几种典型的低维纳米材料中极化激元的耦合特性为例,从表征纳米极化激元的扫描近场光学显微技术出发,首先简单介绍几种典型极化激元的基本性质,然后详细讨论各种极化激元之间以及极化激元与外场的耦合,最后展望极化激元耦合作用的潜在应用.

关键词：极化激元低维材料耦合特性扫描近场光学显微技术

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腔磁子-极化激元系统的研究进展

红外与毫米波学报 2023年第5期42卷 622-633页

作者：魏纯可饶金威姚碧霂中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海200083 上海科技大学物质与科学技术学院上海201210

光电子芯片在人工智能时代的复杂信息转换中扮演着重要角色。通过强耦合的电子-光子态可以实现光电转换的最高效率。利用电子自旋的自由度具有独特的优势。自旋的集体激发可以形成磁子,它具有长寿命和对焦耳热免疫的特性。这些特性可以... 详细信息

光电子芯片在人工智能时代的复杂信息转换中扮演着重要角色。通过强耦合的电子-光子态可以实现光电转换的最高效率。利用电子自旋的自由度具有独特的优势。自旋的集体激发可以形成磁子,它具有长寿命和对焦耳热免疫的特性。这些特性可以通过磁子和高速光子之间的强耦合结合起来,形成"腔-磁子极化激元(CMP)"。最近的进展集中在构建高协同性的CMP,控制CMP的辐射和传输,理解CMP的完美吸收机制,以及开发片上CMP原型器件的电调谐维度和逻辑操作功能。这些围绕CMP相干耦合动力学的研究有望推动低损耗光电器件和前沿信息处理技术的发展。

关键词：自旋电子学极化激元磁子强耦合综述

极化激元(polaritons)与拉曼散射

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物理学进展 2003年第1期23卷 82-124页

作者：程光煦南京大学现代分析中心及固体微结构物理国家实验室南京210093

在给出介质中的光 (电磁 )波与极化波混合作用而得出的极化激元方程、极化激元色散方程之后又讨论了相应的物理意义及相关的物理问题 ;获得极化激元的实验方法 ,接着还介绍和讨论了极化激元的拉曼散射。

关键词：极化激元拉曼散射表面极化激元激子极化激元等离激元-极化激元

极化激元研究的进展——纪念黄昆先生90诞辰

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物理 2009年第8期38卷 581-591页

作者：甘子钊北京大学物理学院北京100871

黄昆先生离开我们4年多了,今年9月2日是他九十诞辰的日子.回忆黄先生对我们的言传身教,环视我们身在其中的我国科学和教育界繁花似锦的景象和许多令人"欲言还休"的隐忧,深深地感到黄先生的离开对我国科学和教育界是多么大的损失!

关键词：极化激元黄昆教育界科学高山损失

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Cantor分形超晶格中的极化激元

厦门大学学报（自然科学版） 1993年第S2期32卷 244-245,233页

作者：刘念华冯伟国吴翔玻耳固体物理研究所同济大学物理学系上海200092

用转移矩阵的方法,并利用黄昆方程,从理论上研究了Cantor分形超晶格的极化激元模.我们发现,在折叠的Brillouin区,极化激元模式由一系列的子带组成,这些子带随代数的增加呈现分形结构.在其中一种材料的频率禁带(ω_(ro)<ω<ω_(LO))中,... 详细信息

用转移矩阵的方法,并利用黄昆方程,从理论上研究了Cantor分形超晶格的极化激元模.我们发现,在折叠的Brillouin区,极化激元模式由一系列的子带组成,这些子带随代数的增加呈现分形结构.在其中一种材料的频率禁带(ω_(ro)<ω<ω_(LO))中,由于尾部场的耦合;存在一些准局域的本征模式.

关键词：分形超晶格极化激元色散关系

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表面激子极化激元的定域化

华中科技大学学报（自然科学版） 2003年第3期31卷 105-107页

作者：王青松成泽华中科技大学物理系

在存在着随机粗糙和空间色散时 ,利用了一个数字模型研究表面激子极化激元的定域化 .发现定域化出现在表面激子极化激元的最大频率附近 ,在广延态上的衰减长度大于定域态上的衰减长度。

关键词：激子极化激元定域化

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离子晶体量子线中的非线性极化激元

北京师范大学学报（自然科学版） 2003年第1期39卷 67-71页

作者：牛家胜马本堃北京师范大学低能核物理研究所北京师范大学物理学系北京100875

讨论了离子晶体量子线中的非线性极化激元的色散关系 .由于量子线对电磁波场的尺寸限制作用及原胞中离子间的非线性相互作用 ,使离子晶体量子线中的非线性极化激元的色散关系相对于体材料有 2点值得注意 :在ωTO以下及ωL O以上区域 ,... 详细信息

讨论了离子晶体量子线中的非线性极化激元的色散关系 .由于量子线对电磁波场的尺寸限制作用及原胞中离子间的非线性相互作用 ,使离子晶体量子线中的非线性极化激元的色散关系相对于体材料有 2点值得注意 :在ωTO以下及ωL O以上区域 ,在波矢 k小的区域 ,频率值向上移动 ,在原频率禁区ωTO极化激元的频率分支则与体材料基本一致 ,即尺寸效应不显著 ,这意味着在量子线中会有与体材料中相同的光孤立子的传输特性 .

关键词：极化激元量子线平均场