氮化硼纳米管同质结中的声子极化激元

摘要

六方氮化硼纳米管提供了一种原子尺度光滑的纳米光学结构,可以支持光波长高度压缩的双曲声子极化激元光波导模式和回音壁模式,有望用作光子集成回路中的一维波导.不同管壁厚度的氮化硼纳米管相互连接形成的同质结为声子极化激元提供了新的耦合调控途径.本文结合扫描透射电子显微镜中的电子能量损失谱技术和有限元电磁仿真模拟,研究了氮化硼纳米管同质结对声子极化激元传输的影响.研究结果表明,同质结界面处氮化硼纳米管一维波导的透过率与两侧波导的波矢匹配程度成正比,而这种波矢匹配可以通过几何结构设计进行调控.同时,研究还发现,同质结几乎不影响氮化硼纳米管中的回音壁模式,不同管壁厚度氮化硼管支持的不同双曲回音壁模式可在界面处100 nm范围内平滑过渡.本研究深化了对氮化硼纳米管同质结中声子极化激元的理解,特别是其一维波导传输调控特性和高性能回音壁模式,有望用于设计和制造纳米尺度光子学器件.