具有 Tamm 等离子体激元态的近零介电常数氧化铟锡纳米层的增强非线性

抽象的

近年来，介电常数极小的材料，即近零介电常数（ENZ）介质，因其在固态平台上实现前所未有的非线性光学效应而备受关注。特别是，氧化铟锡（ITO）薄膜的ENZ特性使其能够产生克尔型非线性，并伴随非微扰折射率变化，这对于开发更高效的亚波长尺寸硅兼容器件（例如全光开关、调制器和新型光子探测器）至关重要。本文提出并演示了在不同退火条件下，通过射频磁控溅射在透明衬底上制备的二氧化硅/氮化硅（SiO₂/SiN）Tamm等离子体激元结构，增强30 nm厚ITO纳米层的非线性折射率变化。本文利用宽带光谱椭偏仪和强度依赖性Z扫描非线性表征技术，研究了ITO薄膜和谐振光子结构的线性和非线性光学性质，结果表明，在非微扰机制下，折射率变化幅度增大时，光学非线性也会增强。我们的研究揭示了强局域等离子体激元Tamm态的有效激发能够显著提升ITO纳米层的非线性光学响应，为设计更高效的红外器件和纳米结构奠定了基础，这些器件和纳米结构可应用于包括全光数据处理、非线性光谱、传感和新型光电探测模式在内的广泛领域。.