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Selektive Anregung und Abbildung ultraschneller Phonon-Polaritonen in dünnen hexagonalen Bornitridkristallen.

Mar 11, 2019

Wir reizen selektiv zwei neue Arten von Phonon-Polariton-geführten Moden an, die in hexagonalen Bornitrid- dünnen Flocken auf einem Goldsubstrat gefunden werden. Solche Modi zeigen eine wesentlich verbesserte Begrenzung und eine Gruppengeschwindigkeit, die hunderte Male langsamer ist als die Lichtgeschwindigkeit, wodurch eine neue Möglichkeit geschaffen wird, langsames Licht im mittleren Infrarotbereich mit einer einfachen Struktur zu erzeugen, die keine Nanostrukturierung erfordert. Eine Mode ist die Grundmode in der ersten Restrahlen-Bande von dünnen hexagonalen Bornitridkristallen auf einem Goldsubstrat; der andere Modus entspricht dem zweiten Modus der zweiten Restrahlen-Bande von im Vakuum suspendierten hexagonalen Bornitridflocken. Die neuen Modi koppeln auch effizient mit einfallendem Licht an den hexagonalen Bornitridkanten, wie wir experimentell anhand der photoinduzierten Kraftmikroskopie und der Rastermikroskopie im Nahfeld demonstrieren. Der hohe Einschluss dieser Modi ermöglicht Purcell-Faktoren, die in der Größenordnung von Zehntausenden direkt über Bornitrid und einem breiten Band liegen, mit neuen Perspektiven für eine verbesserte Licht-Materie-Wechselwirkung. Unsere Ergebnisse zeigen einen neuen Ansatz zur Entwicklung der Dispersion von Polaritonen in 2D-Materialien zur Verbesserung der Einschluss- und Licht-Materie-Wechselwirkung und ebnen damit den Weg für neue Anwendungen in der Nanooptik im mittleren Infrarot.

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