撰稿|由课题组供稿
本工作首先以六方氮化硼（hBN）中的声子极化激元（PhPs）为例，探究了空气/hBN/基底三层结构中基底介电常数（ε0）的变化对极化激元的面内动量（q）和波矢分布（kx，ky）的影响。图1表明基底介电常数或折射率的改变会引起极化激元面内动量的变化，并且渐变的介电常数会使hBN中面内各向同性的极化激元的波矢等频面轮廓线由圆形变为椭圆形。这种非对称的波矢等频面轮廓线与漂移电流拖曳的石墨烯等离极化激元（PPs）非常类似，表明介电常数梯度能够破坏声子极化激元面内传播的对称性，形成类似极化激元非互易拖曳的效应。值得注意的是，这种等效极化激元拖曳的内在驱动力为介电常数梯度，与著名的菲索拖曳（Fizeau drag）实验存在本质区别，而后者可以用爱因斯坦狭义相对论解释。正因如此，介电环境梯度变化诱导的等效极化激元拖曳可以不受移动介质速度的制约，为极化激元的非互易拖曳提供了一种相对普适的实现手段。
图1. 改变介电环境调控极化激元。hBN中声子极化激元的面内动量（a）和波矢等频面轮廓线（b, c）随基底的介电常数变化的对应关系。
图2. 通过微流控技术实现极化激元非互易拖曳。（a）结构示意图。（b）通道中流体的归一化浓度分布。（c）折射率分布。（d）过腔体中心水平方向的折射率分布。（e）不同流速下hBN表面过中心水平方向的极化激元电场分布。（f）点电荷激发的hBN中极化激元面内非对称电场分布。（g）电场分布的傅里叶变换结果。（h）折射率梯度引起的非对称极化激元色散关系。
图3. 极化激元平面透镜和离轴透镜。（a）结构示意图。极化激元平面透镜的归一化浓度分布（b），折射率分布（c），极化激元电场z分量分布（d）和电场模分布（e）。极化激元离轴透镜的归一化浓度分布（f），折射率分布（g），极化激元电场z分量分布（h）和电场模分布（i）。（j）极化激元平面透镜分辨率随流体流速的变化。（k）极化激元离轴透镜光轴夹角随包层流体流速比例的变化。
图4. 基于微流控技术的极化激元Janus透镜（a-c）、弯曲器（d）和分束器（e）。
文章链接：
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.3c04362
