Óptica Nano-Torsionada: Manipulando la Luz a la Escala Nano con Losas Polaritónicas de Fonones Retorcidas

Descubrimientos recientes han demostrado que, cuando se superponen dos capas de materiales de van der Waals (vdW) con un ángulo de torsión relativo entre ellas, las propiedades electrónicas del sistema acoplado pueden alterarse drásticamente. Aquí, demostramos que un concepto similar puede extenderse al ámbito de la óptica, particularmente a los polaritones de fonones en propagación, interacciones híbridas de luz-materia. Para hacer esto, fabricamos apilamientos compuestos por dos losas retorcidas de un cristal vdW (α-MoO3) que soportan polaritones de fonones anisotrópicos (PhPs), e imagenamos la propagación de estos últimos cuando son lanzados por fuentes localizadas. Nuestras imágenes revelan que, bajo un ángulo crítico, la curva isofrecuencia de los PhPs sufre una transición topológica, en la cual la propagación de los PhPs se guía fuertemente (régimen de canalización) a lo largo de direcciones predeterminadas sin dispersión geométrica. Estos resultados demuestran un nuevo grado de libertad (ángulo de torsión) para controlar la propagación de polaritones a la escala nano con potencial para nanoimagen, (bio)detección o gestión del calor.