Paratellurite Nanowires as a Versatile Material for THz Phonon Polaritons

Autor(es):Mostrar menos -

Mayer, Rafael A. ; Wehmeier, Lukas ; Torquato, Mattheus ; Chen, Xinzhong ; Feres, Flavio H. ; Maia, Francisco C. B. ; Obst, Maximilian ; Kaps, Felix G. ; Luferau, Andrei ; Klopf, J. Michael ; Corder, Stephanie N. Gilbert ; Bechtel, Hans A. ; Gonzalez, Juan C. ; Viana, Emilson R. ; Eng, Lukas M. ; Kehr, Susanne C. ; Freitas, Raul O. ; Barcelos, Ingrid D.

• Tipo de documento: Artigo Científico
• Fonte: ACS PHOTONICS; v. 11, n. 10, p. 11-pg., 2024-09-20.

Resumo

Polaritons, i.e., hybrid quasi-particles of light and matter resonances, have been extensively investigated due to their potential to enhance light-matter interactions. Although polaritonic applications thrive in the mid-infrared range, their extension to the terahertz (THz) range remains limited. Here, we present paratellurite (alpha-TeO2) nanowires, a versatile material acting as a platform for different types of phonon polaritons. Utilizing synchrotron infrared nanospectroscopy from 10 to 24 THz, we uncover the polaritonic properties of alpha-TeO2 nanowires, showcasing their dual functionality as both a Fabry-P & eacute;rot cavity and a waveguide for surface phonon polaritons. Furthermore, near-field measurements with a free-electron laser as a THz source reveal a localized optical contrast down to 5.5 THz, an indication of hyperbolic bands. Our findings complement the repertoire of polaritonic materials, with significant implications for advancing THz technologies. (AU)

• Processo FAPESP: 22/02901-4 - Nano-óptica de poláritons em cristais bidimensionais e na interface metal/dielétrico no infravermelho médio-distante
• Beneficiário: Francisco Carlos Barbosa Maia
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Projeto Inicial
• Processo FAPESP: 20/15740-3 - Nanofotônica de óxidos semicondutores de baixa dimensionalidade nas faixas de infravermelho e terahertz
• Beneficiário: Rafael Alves Mayer
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Processo FAPESP: 19/14017-9 - De ondas de éxcitons a THz-fônons: a nano-óptica de materiais 2Ds via nanoespectroscopia de infravermelho síncrotron
• Beneficiário: Raul de Oliveira Freitas
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Jovens Pesquisadores
• Processo FAPESP: 23/09839-5 - Transições topológicas naturais e Luttinger-liquid plásmons em cristais bidimensionais de WTe2 na faixa de Terahertz
• Beneficiário: Flávio Henrique Feres
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado