研究者らが赤外線を「絞る」新しい方法を実証(Researchers Demonstrate New Way to ‘Squeeze’ Infrared Light)

ad

2024-06-10 ノースカロライナ州立大学(NCState)

研究者たちは、特定の酸化物膜が赤外線を閉じ込める能力を初めて実証しました。この薄膜は、従来のバルク結晶よりも赤外線をはるかに効率的に閉じ込めることができます。これにより、次世代の赤外線イメージング技術の可能性が広がります。NC州立大学の研究者たちは、ストロンチウムチタン酸膜を使用して実験を行い、赤外線光子を光子と結合させることに成功しました。この結果、赤外線光の波長を10%に圧縮しながら、その周波数を維持できることが確認されました。この技術は、フォトニクス、センサー、熱管理などの分野で応用が期待されており、様々なデバイスに統合しやすいことが特徴です。

<関連情報>

SrTiO3膜におけるイプシロン-ニア-ゼロおよび表面フォノンポラリトンの高閉じ込め Highly confined epsilon-near-zero and surface phonon polaritons in SrTiO3 membranes

Ruijuan Xu,Iris Crassee,Hans A. Bechtel,Yixi Zhou,Adrien Bercher,Lukas Korosec,Carl Willem Rischau,Jérémie Teyssier,Kevin J. Crust,Yonghun Lee,Stephanie N. Gilbert Corder,Jiarui Li,Jennifer A. Dionne,Harold Y. Hwang,Alexey B. Kuzmenko & Yin Liu
Nature Communications  Published:04 June 2024
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-024-47917-x

研究者らが赤外線を「絞る」新しい方法を実証(Researchers Demonstrate New Way to ‘Squeeze’ Infrared Light)

Abstract

Recent theoretical studies have suggested that transition metal perovskite oxide membranes can enable surface phonon polaritons in the infrared range with low loss and much stronger subwavelength confinement than bulk crystals. Such modes, however, have not been experimentally observed so far. Here, using a combination of far-field Fourier-transform infrared (FTIR) spectroscopy and near-field synchrotron infrared nanospectroscopy (SINS) imaging, we study the phonon polaritons in a 100 nm thick freestanding crystalline membrane of SrTiO3 transferred on metallic and dielectric substrates. We observe a symmetric-antisymmetric mode splitting giving rise to epsilon-near-zero and Berreman modes as well as highly confined (by a factor of 10) propagating phonon polaritons, both of which result from the deep-subwavelength thickness of the membranes. Theoretical modeling based on the analytical finite-dipole model and numerical finite-difference methods fully corroborate the experimental results. Our work reveals the potential of oxide membranes as a promising platform for infrared photonics and polaritonics.

1700応用理学一般
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました