磁等离子体超材料的光学旋磁特性的观察

       在过去的二十年里，超材料因其人工电磁特性而吸引了大量的研究关注，促进了左手材料、隐形隐身和超透镜的实现。根据Landau和Lifshitz的说法，传统材料的磁化率χm在光学频率下消失，即μ = 1。因此，μ≠1甚至μ< 0的光磁的实现就显得尤为重要。近年来，随着光磁的实现，出现了包括分裂环谐振器、切线对、介质/金属多层超材料、介质核-金属纳米粒子“卫星”纳米结构在内的各种介质谐振器。在光学频率下观察到强磁性，从而实现了超透镜、拓扑跃迁和界面束缚的等离子体模式。然而，到目前为止，只有μ张量的非单位对角分量被证明。μ的非对角线分量是很简单的。在光学频率下可以实现旋磁特性吗？回答这个问题将允许在超材料中操纵ε和μ张量，并有助于实现在光学频率下具有双焦向性特性的超材料。

       近日，电子科技大学的毕磊教授团队及湖南大学的段辉高教授团队报道了在近红外波长的磁等离子体超材料的旋磁特性的观察，这是以前没有实验证明过的。利用一个经典的Au分裂环谐振器(SRR)结构，在MO薄膜Ce掺杂YIG (Ce:YIG)上，研究了杂化MO-SRR超材料中s偏振和p偏振的横向磁光克尔效应。利用转移矩阵方法，证明了μ的非对角元素达到了10−3级，在~900 nm波长下，至少比Ce:YIG薄膜高两个数量级。突发性旋磁特性的微观机制归因于由等离子体纳米结构调制的局部电/磁场方向，强调了在光学频率超材料中引入旋磁特性的一般策略。相关工作发表在《NATURE COMMUNICATIONS》上。（郑江坡）

       文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-022-29452-9