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キャリア光注入による表面フォノンポラリトン共鳴の能動的チューニング

2018年1月1日 Nature Photonics 12, 1 doi: 10.1038/s41566-017-0069-0

表面フォノンポラリトン（SPhPs）は、赤外光のサブ回折限界閉じ込め向けの赤外プラズモニクスの魅力的な代替となる。半導体ナノ共振器における局在SPhPs共鳴は狭く、その線幅と、残留線バンドの範囲が限定されていることによって、スペクトル範囲が制限される。今回我々は、この限界に対処するため、ナノ共振器に自由キャリアを光注入することによって、InPと4H-SiCのSPhPs共鳴を能動的にチューニングし、キャリアプラズマと光学フォノンの結合を利用してSPhPs共鳴をブルーシフトさせたことを報告する。我々は、InPでは連続波励起し、4H-SiCではパルス励起して、最先端のチューニング性能指数を実証している。InPでは、寿命効果によってこのチューニングが飽和し、4H-SiCでは、キャリアの再分配によって共鳴が急速に（50 ps未満）回復する。今回の研究は、この方法の可能性を実証しており、変調器や標識など、能動的にチューニングされた赤外域のナノフォトニックデバイスへの道を開き、電子励起とフォノン励起の結合の重要な意味を見いだしている。

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