Métamatériaux Hyperboliques à base d’oxydes de perovskites
Nous avons montré que les alliages LaxSr1-xTiO3 (LSTO) présentent d’excellentes propriétés plasmoniques dans l’infrarouge proche et moyen, et que ces propriétés peuvent être ajustées avec une flexibilité inégalée en contrôlant la composition de La. Profitant de cette réponse plasmonique exceptionnelle, nous avons mis en évidence une nouvelle classe de métamatériaux hyperboliques (HMM) composés de super-réseaux épitaxiés LSTO / SrTiO3 (STO) présentant un facteur de mérite élevé dans une plage spectrale non accessible actuellement avec d’autres HMM connus. La nature épitaxiale de ces HMM, combinée à l’accordabilité de la réponse plasmonique du LSTO, permet un contrôle ultime de leurs propriétés diélectriques, y compris la plage de longueurs d’onde hyperbolique. La cohérence épitaxiale et la brillance au niveau atomique des interfaces LSTO / STO prenant en charge les résonances des plasmons contribuent à leurs faibles pertes par absorption. Ces HMM impliquent des couches individuelles très épaisses (quelques nanomètres) et peuvent être combinées par épitaxie aux nombreux membres de la famille des oxydes fonctionnels, ouvrant des perspectives pour leur intégration très compacte dans des hétérostructures multifonctionnelles. Ils peuvent également être élaborés sur des plates-formes technologiques Si et GaAs par épitaxie à l’aide de modèles SrTiO3 / Si et SrTiO3 / GaAs, ce qui les rend parfaitement adaptés à une intégration polyvalente dans des dispositifs nanophotoniques.
Contacts: Guillaume SAINT-GIRONS, Romain BACHELET, Sébastien CUEFF
Référence: Mohamed Bouras, Dong Han, Sébastien Cueff, Romain Bachelet et Guillaume Saint-Girons, «Métamatériaux hyperboliques à base d’oxyde de pérovskite», ACS Photonics 2019 671755-1762.
DOI: https://doi.org/10.1021/acsphotonics.9b00485
Twitter: https://twitter.com/ACSPhotonics/status/1143562168383791104
Actualité INSIS: https://insis.cnrs.fr/fr/cnrsinfo/des-metamateriaux-hyperboliques-pour-la-photonique-infrarouge INL CNRS
Super-réseau épitaxial LaxSr1-xTiO3 / SrTiO3 montrant une réponse hyperbolique dans le domaine infrarouge.
