Broad spectral tuning of ultra-low-loss polaritons in a van der Waals crystal by intercalation - Archive ouverte HAL Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Nature Materials Année : 2020

Broad spectral tuning of ultra-low-loss polaritons in a van der Waals crystal by intercalation

Javier Taboada-Gutiérrez
  • Fonction : Auteur
Gonzalo Álvarez-Pérez
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Jiahua Duan
  • Fonction : Auteur
Weiliang Ma
Kyle Crowley
Andrei Bylinkin
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Marta Autore
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Halyna Volkova
Kenta Kimura
Marie-Hélène Berger
Shaojuan Li
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Qiaoliang Bao
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Xuan Gao
Alexey Nikitin
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Rainer Hillenbrand
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Javier Martín-Sánchez
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Pablo Alonso-González
  • Fonction : Auteur

Résumé

Phonon polaritons—light coupled to lattice vibrations—in polar van der Waals crystals are promising candidates for controlling the flow of nergy on the nanoscale due to their strong field confinement, anisotropic propagation and ultralong lifetime in the picosecond range. However, the lack of tunability of their narrow and material-specific spectral range—the Reststrahlen band—severely limits their technological mplementation. Here, we demonstrate that intercalation of Na atoms in the van der Waals semiconductor α-V2O5 enables a broad spectral shift of Reststrahlen bands, and that the phonon polaritons excited show ultra-low losses (lifetime of 4 ± 1 ps), similar to phonon polaritons in a non-intercalated crystal (lifetime of 6 ± 1 ps). We expect our intercalation method to be applicable to other van der Waals crystals, opening the door for the use of phonon polaritons in broad spectral bands in the mid-infrared domain.

Dates et versions

hal-02545392 , version 1 (17-04-2020)

Identifiants

Citer

Javier Taboada-Gutiérrez, Gonzalo Álvarez-Pérez, Jiahua Duan, Weiliang Ma, Kyle Crowley, et al.. Broad spectral tuning of ultra-low-loss polaritons in a van der Waals crystal by intercalation. Nature Materials, 2020, ⟨10.1038/s41563-020-0665-0⟩. ⟨hal-02545392⟩
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