Пространственно-временная топология пар плазмонных спин-меронов, выявленная с помощью поляриметрической фотоэмиссионной микроскопии

Одним из наиболее мощных инструментов для изучения плазмонных волн является электронная микроскопия с временным разрешением, которая для наблюдения за волновым поведением использует ультракороткие лазерные импульсы. Недавно международная исследовательская группа существенно расширила границы этого метода. Как сообщается в Advanced Photonics, чтобы захватить полное электрическое поле плазмонных волн, учёные использовали несколько лазерных импульсов с задержкой по времени четырех разных поляризаций. Такой подход позволил достичь ранее невозможного уровня точности. Это исследование показывает, что теперь можно изучать сложные спиновые текстуры с высокой точностью и в чрезвычайно короткие сроки. Способность точно реконструировать полные электрические и магнитные поля поверхностных плазмон-поляритонов открывает новые возможности для изучения топологических свойств ближних электромагнитных полей, что может иметь важные последствия для будущих технологий на наноуровне.

Обнаружен полностью оптический аналог ядерного магнитного резонанса с квантовыми жидкостями света

Исследователи из Сколтеха, Варшавского университета и Исландского университета продемонстрировали, что оптическими средствами можно возбудить и перемешать экситон-поляритонный конденсат, который излучает линейно поляризованный свет с осью поляризации, следующей за направлением перемешивания. Вращение линейной поляризации излучаемого света соответствует перемешиванию спина поляритона. Скорость такой модуляции во времени может достигать ГГц благодаря сверхбыстрой динамике поляритонной системы. Обнаружено, что эта прецессия происходит только при определенных резонансных условиях внешнего перемешивания и внутренних параметров системы. Работа опубликована в журнале Optica. Экспериментальная работа полностью проводилась в Центре фотоники Сколтеха.

Снижение потерь энергии в металлических наноструктурах за счет изменения геометрических размеров

Исследователи из Городского университета Гонконга (CityUHK) сделали открытие, которое значительно снижает потери энергии в металлических наноструктурах. Изменяя геометрические размеры этих структур, исследователи полностью раскрыли их потенциал, открыв путь для разработки более мощных и эффективных нанооптических устройств. Обнаружено новое универсальное правило — закон обратного квадратного корня, показывающее, как регулирование размеров плазмонных наноструктур может существенно снизить потери энергии. Это открытие устраняет разрыв между локализованными поверхностными плазмонными резонансами (LSPR) и поверхностными плазмонными поляритонами (SPP), что приводит к улучшению качества резонанса в металлических массивах на два порядка. Этот прорыв открывает захватывающие возможности для более сильных взаимодействий света и материи на наноуровне.

Запрещенное распространение гиперболических фононных поляритонов и его применение в ближнепольном переносе энергии

Авторы нового исследования предлагают стратегию управления распространением фононных поляритонов в материале Ван-дер-Ваальса (триоксид молибдена) с помощью подложки, так что направление распространения гиперболических фононных поляритонов может быть переориентировано на 90° для достижения запрещенного распространения. В то же время описывается роль зависящей от подложки связи фононных поляритонов в ближнепольном тепловом излучении и исследуется влияние корреляции между шириной воздушного зазора и толщиной пластины триоксида молибдена на лучистую теплопередачу. На основе вывода дисперсионного уравнения учёные теоретически устанавливают связь между направлением распространения гиперболических фононных поляритонов и диэлектрической проницаемостью подложки, которая показывает, что гиперболические фононные поляритоны вдоль осей x и y не могут распространяться, когда подложка отсутствует или действительная часть диэлектрической проницаемости подложки положительна.

Создание вихрей в сверхтекучей жидкости из света

Используя специальную комбинацию лазерных лучей в качестве очень быстрой мешалки, физики RIKEN создали множество вихрей в квантовой фотонной системе и отследили их эволюцию. Эту систему можно использовать для изучения новой экзотической физики, связанной с возникновением квантовых состояний из вихревой материи. Исследование опубликовано в журнале Nano Letters. Команда создала специальную лазерную мешалку, объединив обычный лазерный луч с лучом, имеющим форму пончика. Частоты двух лучей немного отличались, и эта разность частот соответствовала частоте, необходимой для вращения поляритонов. Используя этот луч, исследователи могли контролировать их скорость и направление вращения, а также создавать вихри по своему желанию. Показано, что чем быстрее вращение, тем больше вихрей можно захватить вблизи оси вращения.

Повышение теплопроводности за счет поляритонов поверхностного плазмона, распространяющихся вдоль тонкой пленки

Исследовательской группе профессора Бонг Джэ Ли на факультете машиностроения (KAIST) удалось впервые в мире измерить недавно наблюдаемый перенос тепла, вызванный «поверхностным плазмон-поляритоном» в тонкой металлической пленке, нанесенной на подложку. Это исследование было опубликовано 26 апреля в журнале Physical Review Letters и было выбрано в качестве предложения редакции.

Экситонные поляритоны с отрицательной массой, индуцированные диссипативной связью света и вещества в атомарно тонком полупроводнике

Неожиданное наблюдение отрицательной массы у экситон-поляритонов добавило еще одно измерение странности этим странным гибридным частицам света и материи. Д-р Матиас Вурдак, д-р Тинге Юн и д-р Элиезер Эстреко из Департамента квантовых наук и технологий (QST) экспериментировали с экситонными поляритонами, когда поняли, что при определенных условиях дисперсия становится инвертированной, что соответствует отрицательной массе.

Высокопроизводительное устройство для когерентного микроволнового излучения и усиления на основе поляритона

Исследователи из Университета Манитобы недавно разработали высокоэффективное устройство на основе магнонных поляритонов резонатора, которое может излучать и усиливать микроволны. Было обнаружено, что это устройство, представленное в Physical Review Letters, значительно превосходит ранее предложенные твердотельные устройства для когерентного микроволнового излучения и усиления при комнатной температуре.

В гетероструктуре Ван-дер-Ваальса продемонстрировано настраиваемое затвором наноразмерное отрицательное преломление поляритонов

Новое исследование под руководством Дай Цин из Национального центра нанонауки и технологий (NCNST) Китайской академии наук (CAS) и Хавьера Абахо из Института фотонных наук (ICFO) в Испании показало настраиваемый наноразмерный негатив преломления поляритонов в среднем инфракрасном диапазоне через ван-дер-ваальсову гетероструктуру из графена и триоксида молибдена. Гетероструктуры атомарной толщины ослабляют потери на рассеяние на границе раздела, в то же время обеспечивая активно настраиваемый переход от нормального к отрицательному преломлению посредством электрического стробирования. Работа была опубликована в Science.

Создан квантовый гармонический осциллятор при комнатной температуре

Квантовый гармонический осциллятор — структура, которая может контролировать местоположение и энергию квантовых частиц, которые в будущем могут быть использованы для разработки новых технологий, включая OLED и миниатюрные лазеры, — был создан при комнатной температуре исследователями под руководством Университета Св. Эндрюс. В исследовании, проведенном в сотрудничестве с учеными из Наньянского технологического университета в Сингапуре и недавно опубликованном в Nature Communications, использовался органический полупроводник для получения поляритонов, которые проявляют квантовые состояния даже при комнатной температуре.