평면 유전체 나노구조에서의 거대한 본질적 광학적 비대칭성

특정 합성 메타물질에서 발생하는 강한 광학적 비대칭성은 편광 광학, 입체화학 및 스핀트로닉스에서 중요한 광범위한 응용을 가지고 있다. 그러나 이러한 본질적으로 비대칭적인 메타물질은 복잡한 3차원(3D) 기하학에 제한되어 있어, 특히 가시광선 파장에서 상당한 제조 도전 과제를 초래한다. 이들의 평면 2차원(2D) 대안은 대칭 고려로 인해 비스듬한 각도(외부 비대칭성)에서의 작동으로 제한되며, 수직 입사각에 가까운 경우에는 훨씬 더 약한 광학적 비대칭 반응을 나타낸다. 여기에서는 얇고 평면적인 유전체 나노구조로부터 강한 본질적 비대칭성을 실현하는 도전 과제에 대해 다룬다. 특히, 우리는 실험적으로 선택된 헬리시티에 따라 약 90%의 빛이 540nm의 파장에서 전송되는 근세기를 달성하였다. 이는 가시 스펙트럼에서 어떤 기하학에 대해서도 지금까지 입증된 최고 값이다. 우리는 이 결과를 전하-전류 다극 확장 프레임워크 내에서 해석하고, 높은 차수의 다극의 여기화가 거대한 원형 이중굴절의 원인임을 보여준다. 이 실험 결과들은 광학 주파수에서 고성능 소형화된 광학 비대칭 구성 요소를 확장 가능한 방식으로 실현할 수 있게 한다.