Polaritons hyperboliques à large bande dans le proche infrarouge dans MoOCl2

Abstrait

Les polaritons hyperboliques suscitent un vif intérêt dans le domaine de la manipulation de la lumière à l'échelle nanométrique en raison de leurs propriétés uniques. Actuellement, la plupart des études se concentrent sur les matériaux à phonons hyperboliques naturels dans l'infrarouge moyen, limitant ainsi leur application au domaine visible et proche infrarouge. Nous présentons ici une étude des polaritons plasmoniques hyperboliques à large bande dans le proche infrarouge, au sein du matériau de van der Waals MoOCl₂, grâce à une technique d'imagerie directe sans perturbation : la microscopie électronique à photoémission (PEEM). En particulier, le comportement des polaritons hyperboliques a été modulé et manipulé dynamiquement par la longueur d'onde, la polarisation, la torsion intercouche et une structure artificielle, offrant ainsi une plateforme reconfigurable pour les applications nanophotoniques. Notamment, les contours isofréquences complets peuvent être reconstruits par excitations sélectives en polarisation. Nos travaux contribuent à l'étude des matériaux hyperboliques dans le proche infrarouge à large bande avec MoOCl₂ et révèlent que la PEEM est une méthode idéale pour étudier les polaritons plasmoniques hyperboliques à la limite spatio-temporelle. Les matériaux présentant des permittivités de signes opposés selon les deux directions orthogonales peuvent supporter des polaritons hyperboliques. Dans cette étude, les auteurs démontrent l'existence de polaritons plasmoniques hyperboliques à large bande et accordables dans le proche infrarouge au sein du MoOCl2.