2021

Long-Lived Phonon Polaritons in Hyperbolic Materials

Guangxin Ni, Alexander S. McLeod, Zhiyuan Sun, Joseph R. Matson, Chiu Fan Bowen Lo, Daniel A. Rhodes, Francesco L. Ruta, Samuel L. Moore, Rocco A. Vitalone, Ramon Cusco, Luis Artús, Lin Xiong, Cory R. Dean, James C. Hone, Andrew J. Millis, Michael M. Fogler, James H. Edgar, Joshua D. Caldwell, and D. N. Basov. Long-Lived Phonon Polaritons in Hyperbolic Materials. Nano Letters 2021 21 (13), 5767-5773 DOI: 10.1021/acs.nanolett.1c01562

Abstract

Natural hyperbolic materials with dielectric permittivities of opposite signs along different principal axes can confine long-wavelength electromagnetic waves down to the nanoscale, well below the diffraction limit. Confined electromagnetic waves coupled to phonons in hyperbolic dielectrics including hexagonal boron nitride (hBN) and a-MoO3 are referred to as hyperbolic phonon polaritons (HPPs). HPP dissipation at ambient conditions is substantial, and its fundamental limits remain unexplored. Here, we exploit cryogenic nanoinfrared imaging to investigate propagating HPPs in isotopically pure hBN and naturally abundant a-MoO3 crystals. Close to liquid-nitrogen temperatures, losses for HPPs in isotopic hBN drop significantly, resulting in propagation lengths in excess of 8 µm, with lifetimes exceeding 5 ps, thereby surpassing prior reports on such highly confined polaritonic modes. Our nanoscale, temperature-dependent imaging reveals the relevance of acoustic phonons in HPP damping and will be instrumental in mitigating such losses for miniaturized mid-infrared technologies operating at liquid-nitrogen temperatures.

Reference article

Política de privacitat

De conformitat amb la Llei Orgànica 3/2018, de 5 de desembre, de Protecció de Dades Personals i Garantia de Drets Digitals (LOPDGDD), el Reglament General de Protecció de Dades (RGPD) i la legislació relacionada, GEO3BCN-CSIC es compromet a complir amb l'obligació de secret respecte a les dades personals i el deure de tractar-les confidencialment després de realitzar les corresponents anàlisis de risc, en particular, de conformitat amb la disposició addicional primera de la LOPDGDD, les mesures de seguretat corresponents a les previstes en el Règim Nacional de Seguretat, necessàries per evitar la seva alteració, pèrdua, tractament o accés no autoritzat.

Els usuaris podran exercitar en qualsevol moment els seus drets d'accés, rectificació, cancel·lació, oposició, limitació o portabilitat dirigint-se per escrit a la Secretaria General del CSIC a C/Serrano 117, 28006 MADRID (Espanya), aportant fotocòpia del seu Document Nacional d'Identitat (DNI) o a través del Registre Electrònic del CSIC, situat a la seva Seu Electrònica, per al qual hauran de disposar d'un certificat electrònic reconegut. És possible contactar amb el Delegat de Protecció de Dades del CSIC a través d'aquest correu electrònic: delegadoprotecciondatos thecsic.es

GEO3BCN-CSIC es reserva el dret a modificar la present Política de Privacitat amb la finalitat d'adaptar-la a les últimes legislacions, jurisprudencials o interpretacions efectuades per l'Agència Espanyola de Protecció de Dades. En aquest cas, el CSIC anunciarà aquests canvis, indicant clarament amb antelació les modificacions efectuades, i sol·licitant, si es considera necessari, la seva acceptació.

No
Acceptar

Este sitio web utiliza cookies para que usted tenga la mejor experiencia de usuario. Si continúa navegando está dando su consentimiento para la aceptación de las mencionadas cookies y la aceptación de nuestra política de cookies, pinche el enlace para mayor información.

ACEPTAR
Aviso de cookies
Desplaça cap amunt