Analog photonique du graphène bilayé

S'inspirant du graphène bilayé, cet article présente son analog photonique composé de deux cristaux photoniques semblables au graphène empilés et couplés dans le champ proche via des plasmons de surface spoof. Au-delà du degré de liberté de torsion qui peut radicalement modifier la structure de bande du graphène photonique bilayé, la dispersion photonique peut également être ajustée via le couplage intercalculaire qui présente une dépendance exponentielle à la distance entre les deux cristaux photoniques. Nous caractérisons théoriquement, numériquement et expérimentalement les structures de bande du graphène photonique bilayé empilé AA et AB, ainsi que pour le graphène photonique bilayé tordu avec des symétries d'échange de sous-réseaux paire et impaire. De plus, nous prédisons numériquement l'existence d'angles magiques dans le graphène photonique bilayé, qui sont associés à des bandes ultraplates résultant de l'hybridation intercalculaire. Enfin, nous démontrons que le graphène photonique bilayé à un angle de torsion particulier satisfaisant une symétrie d'échange de sous-réseaux paire est un isolant topologique photonique d'ordre élevé. Le graphène photonique bilayé proposé pourrait constituer une plateforme utile pour identifier de nouveaux matériaux quantiques et inspirer la prochaine génération de dispositifs photoniques avec de nouveaux degrés de liberté et des fonctionnalités émergentes.