研究目的
利用范德瓦尔斯材料（六方氮化硼h-BN）设计和表征一种深度亚波长声子极化激元晶体，用于中红外应用，实现角度和偏振无关的共振。
研究成果
该研究成功展示了一种氮化硼(h-BN)中的深度亚波长声子极化激元晶体，其超受限布洛赫模式具有平坦色散带，从而产生与角度和偏振无关的布拉格共振。这为吸收器、耦合器和热发射器等微型红外器件提供了潜在应用，推动了基于范德华材料的纳米光子学发展。
研究不足
该研究仅限于中红外频率及h-BN等特定材料；其他极性材料的制备可能面临挑战。近场成像需要特定照明条件，可能无法直接观测所有模式。材料损耗可能影响性能，向其他频率或材料的扩展性尚需进一步研究。
1：实验设计与方法选择：
研究通过设计并制备薄层h-BN中的孔阵列来构建极化激元晶体。采用电子束光刻进行图案化，傅里叶变换红外光谱（FTIR）进行远场表征，散射式扫描近场光学显微镜（s-SNOM）进行近场成像。利用时域有限差分法（FDTD）和有限元法（COMSOL）进行数值模拟以建模能带结构和场分布。
2：样品选择与数据来源：
h-BN薄片从市售晶体机械剥离后转移至CaF?衬底。制备的孔阵列周期范围为600至1200纳米，固定孔径为300纳米。
3：实验设备与材料清单：
设备包括电子束光刻系统、反应离子刻蚀机（RIE OXFORD PLASMALAB 80 PLUS）、FTIR光谱仪（布鲁克Vertex 70配Hyperion 2000显微镜）、s-SNOM系统（Neaspec）、原子力显微镜（AFM）及环境扫描电子显微镜（eSEM）。材料包含h-BN晶体（HQ graphene Co, N2A1）、PMMA光刻胶、CaF?衬底及SF6/Ar等离子体刻蚀剂。
4：1）、PMMA光刻胶、CaF?衬底及SF6/Ar等离子体刻蚀剂。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：制备过程包括h-BN剥离、衬底转移、电子束光刻与刻蚀形成孔阵列，随后通过FTIR在正入射与斜入射下进行光学表征，以及s-SNOM近场成像。数据分析包含透射光谱归一化、能带结构计算及场分布模拟。
5：数据分析方法：
透射光谱以CaF?衬底为基准归一化。能带结构采用周期性边界条件的FDTD模拟。基于模拟场的傅里叶变换生成等频图?？⒒谖⑷欧ǖ慕馕隼砺垡越馐徒峁?。
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获取完整内容-
FTIR Spectrometer
Vertex 70
Bruker
Used for far-field spectroscopy to measure transmission spectra of the samples.
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Reactive Ion Etcher
PLASMALAB 80 PLUS
OXFORD
Used for etching the h-BN to create the hole arrays.
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s-SNOM System
Neaspec
Used for near-field optical microscopy to image field distributions on the sample surface.
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Electron Beam Lithography System
Used for patterning the hole arrays in the h-BN flakes.
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AFM
Used for atomic force microscopy to image sample topography and near-field properties.
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eSEM
Used for environmental scanning electron microscopy to image the fabricated structures.
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QCL
Daylight Solutions
Tunable quantum cascade laser used as a light source for near-field imaging.
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h-BN Crystals
N2A1
HQ graphene Co
Source material for the van der Waals crystal used in the study.
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PMMA Resist
495 A4
Electron-sensitive resist used in lithography for patterning.
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CaF2 Substrate
Transparent substrate on which h-BN flakes are transferred and patterned.
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