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Dynamic Hybrid Metasurfaces
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2021-01-22 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03625 Sajjad Abdollahramezani 1 , Omid Hemmatyar 1 , Mohammad Taghinejad 1 , Hossein Taghinejad 1 , Yashar Kiarashinejad 1 , Mohammadreza Zandehshahvar 1 , Tianren Fan 1 , Sanchit Deshmukh 2 , Ali A. Eftekhar 1 , Wenshan Cai 1, 3 , Eric Pop 2 , Mostafa A. El-Sayed 3, 4 , Ali Adibi 1
Nano Letters ( IF 9.6 ) Pub Date : 2021-01-22 , DOI: 10.1021/acs.nanolett.0c03625 Sajjad Abdollahramezani 1 , Omid Hemmatyar 1 , Mohammad Taghinejad 1 , Hossein Taghinejad 1 , Yashar Kiarashinejad 1 , Mohammadreza Zandehshahvar 1 , Tianren Fan 1 , Sanchit Deshmukh 2 , Ali A. Eftekhar 1 , Wenshan Cai 1, 3 , Eric Pop 2 , Mostafa A. El-Sayed 3, 4 , Ali Adibi 1
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Efficient hybrid plasmonic-photonic metasurfaces that simultaneously take advantage of the potential of both pure metallic and all-dielectric nanoantennas are identified as an emerging technology in flat optics. Nevertheless, postfabrication tunable hybrid metasurfaces are still elusive. Here, we present a reconfigurable hybrid metasurface platform by incorporating the phase-change material Ge2Sb2Te5 (GST) into metal-dielectric meta-atoms for active and nonvolatile tuning of properties of light. We systematically design a reduced-dimension meta-atom, which selectively controls the hybrid plasmonic-photonic resonances of the metasurface via the dynamic change of optical constants of GST without compromising the scattering efficiency. As a proof-of-concept, we experimentally demonstrate two tunable metasurfaces that control the amplitude (with relative modulation depth as high as ≈80%) or phase (with tunability >230°) of incident light promising for high-contrast optical switching and efficient anomalous to specular beam deflection, respectively. Our findings further substantiate dynamic hybrid metasurfaces as compelling candidates for next-generation reprogrammable meta-optics.
中文翻译：
动态混合超表面
同时利用纯金属和全电介质纳米天线的潜力的高效混合等离子-光子超表面被认为是平板光学领域的新兴技术。但是，制造后可调的混合超表面仍然难以捉摸。在这里，我们通过结合相变材料Ge 2 Sb 2 Te 5提出了一种可重构的混合超表面平台（GST）转变成金属介电的亚原子，以便对光的属性进行主动和非易失性调整。我们系统地设计了尺寸较小的亚原子，该原子通过GST光学常数的动态变化有选择地控制超表面的杂化等离子体光子共振，而不会影响散射效率。作为概念验证，我们通过实验证明了两个可调超颖表面，可控制入射光的振幅（相对调制深度高达≈80％）或相位（可调性> 230°），有望实现高对比度的光学切换和对镜面光束偏转的有效异常。我们的发现进一步证实了动态混合超表面作为下一代可重编程超光学的引人注目的候选者。
更新日期：2021-02-10
中文翻译：
动态混合超表面
同时利用纯金属和全电介质纳米天线的潜力的高效混合等离子-光子超表面被认为是平板光学领域的新兴技术。但是，制造后可调的混合超表面仍然难以捉摸。在这里，我们通过结合相变材料Ge 2 Sb 2 Te 5提出了一种可重构的混合超表面平台（GST）转变成金属介电的亚原子，以便对光的属性进行主动和非易失性调整。我们系统地设计了尺寸较小的亚原子，该原子通过GST光学常数的动态变化有选择地控制超表面的杂化等离子体光子共振，而不会影响散射效率。作为概念验证，我们通过实验证明了两个可调超颖表面，可控制入射光的振幅（相对调制深度高达≈80％）或相位（可调性> 230°），有望实现高对比度的光学切换和对镜面光束偏转的有效异常。我们的发现进一步证实了动态混合超表面作为下一代可重编程超光学的引人注目的候选者。
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