Probing the Ultimate Plasmon Confinement Limits with a Van der Waals heterostructure - CNRS - Centre national de la recherche scientifique Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Science Année : 2018

Probing the Ultimate Plasmon Confinement Limits with a Van der Waals heterostructure

David Alcaraz Iranzo
  • Fonction : Auteur
Itai Epstein
  • Fonction : Auteur
Cheng Peng
  • Fonction : Auteur
MIT
Dmitri K. Efetov
  • Fonction : Auteur
Mark B. Lundeberg
  • Fonction : Auteur
Romain Parret
Johann Osmond
  • Fonction : Auteur
Jin-Yong Hong
  • Fonction : Auteur
MIT
Jing Kong
  • Fonction : Auteur
MIT
Dirk R. Englund
  • Fonction : Auteur
MIT
Frank H. L. Koppens
  • Fonction : Auteur correspondant
  • PersonId : 1031253

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Résumé

The ability to confine light into tiny spatial dimensions is important for applications such as microscopy, sensing and nanoscale lasers. While plasmons offer an appealing avenue to confine light, Landau damping in metals imposes a trade-off between optical field confinement and losses. We show that a graphene-insulator-metal heterostructure can overcome that trade-off, and demonstrate plasmon confinement down to the ultimate limit of the lengthscale of one atom. This is achieved by far-field excitation of plasmon modes squeezed into an atomically thin hexagonal boron nitride dielectric h-BN spacer between graphene and metal rods. A theoretical model which takes into account the non-local optical response of both graphene and metal is used to describe the results. These ultra-confined plasmonic modes, addressed with far-field light excitation, enables a route to new regimes of ultra-strong light-matter interactions.

Dates et versions

hal-01772009 , version 1 (20-04-2018)

Identifiants

Citer

David Alcaraz Iranzo, Sébastien Nanot, Eduardo J. C. Dias, Itai Epstein, Cheng Peng, et al.. Probing the Ultimate Plasmon Confinement Limits with a Van der Waals heterostructure. Science, 2018, 360 (6386), pp.291-295. ⟨10.1126/science.aar8438⟩. ⟨hal-01772009⟩
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