Natürliche Hyperbolizität von hexagonalem Bornitrid im tiefen Ultraviolett

Zusammenfassung Hyperbolische Medien ermöglichen einzigartige optische Phänomene, einschließlich Hyperlinsung, negativer Brechung, verbesserter photonikdichter Zustände (PDOS) und stark begrenzter Polaritonen. Während die meisten hyperbolischen Medien künstlich hergestellte Metamaterialien sind, können bestimmte natürliche Materialien mit extremer Anisotropie hyperbolische Dispersion aufweisen. Hier schlagen wir basierend auf experimentellen Beweisen und theoretischen Anpassungsschätzungen an die experimentellen Daten die Präsenz natürlicher hyperbolischer Dispersion im hexagonalen Bornitrid (hBN) im Bereich des tiefen Ultravioletts (DUV) vor, induziert durch starke, anisotropische Exzitonresonanzen. Unter Verwendung der vollkommen optischen Imaging-spektroskopischen Ellipsometrie (ISE) charakterisieren wir die komplexe Dielektrizitätsfunktion entlang in- und außerplanarer Richtungen bis zu 190 nm (6,53 eV) und offenbaren ein potenzielles Typ-II-hyperbolisches Fenster im DUV-Bereich. Wir sagen voraus, dass Hyperbolizität hyperbolische Exziton-Polaritonen (HEP) mit hoher Richtungsabhängigkeit und langsamer Gruppengeschwindigkeit unterstützt, was durch numerische Berechnungen bestätigt wurde. Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass hBN als Plattform für nanophotonische Anwendungen im technologisch wichtigen DUV-Spektralbereich dienen kann.