論文の概要: Probing mesoscopic nonlocal screening in van der Waals heterostructures with polaritons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.09383v1
- Date: Tue, 10 Mar 2026 08:56:15 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-11 15:25:24.189242
- Title: Probing mesoscopic nonlocal screening in van der Waals heterostructures with polaritons
- Title（参考訳）: 偏光子を持つファンデルワールスヘテロ構造におけるメソスコピック非局所スクリーニング
- Abstract要約: 偏光子-波長シフトから電荷移動を定量化し, -MoO3 が薄くなるにつれて厚さ非依存性の飽和応答を求める。
120以上のデバイスで、このメトリックはTMDCと-MoO3のワークファンクションの違いとともに線形にスケールする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.436657272360835
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: Predictive optical modelling of van der Waals (vdW) heterostructures is critical for meta-optics, near-field photonics and quantum technologies. At their buried interfaces, charge transfer and spatially extended screening challenge local descriptions based on layer-by-layer stacking of fixed permittivity tensors. However, such nonlocal corrections have been established mainly for plasmonic systems at ångström-nanometre scales and are often assumed negligible on optical-wavelength scales. Here we challenge this view by uncovering a mesoscopic nonlocal screening regime, extending up to ~140 nm, at buried charge-transfer interfaces in transition-metal dichalcogenide/α-molybdenum trioxide (TMDC/α-MoO3) phonon-polaritonic heterostructures. Using phonon polaritons as an ultrasensitive probe, we quantify charge transfer from polariton-wavelength shifts and find a thickness-independent saturated response as α-MoO3 is thinned. Rather than merely complicating optical modelling, this nonlocal saturation turns a design-level correction into an opportunity by yielding a transferable cross-material metric. Across more than 120 devices, this metric scales linearly with the work-function difference between the TMDC and α-MoO3. We further identify a lattice-mismatch-set energy threshold for charge transfer, revising Anderson-type band alignment for vdW interfaces.
- Abstract（参考訳）: ファンデルワールス(vdW)ヘテロ構造の予測光学モデリングは、メタ光学、近接場フォトニクス、量子技術において重要である。
埋設界面では、電荷移動と空間的に拡張されたスクリーニングは、固定誘電率テンソルの層間積み重ねに基づく局所的な記述に挑戦する。
しかし、このような非局所的な補正は主にオングストローム・ナノメトルスケールのプラズモン系のために確立されており、しばしば光波長スケールでは無視できると考えられている。
ここでは, 遷移金属ジアルコゲナイド/α-モリブデン三酸化(TMDC/α-MoO3)フォノン偏光性ヘテロ構造における埋没電荷移動界面において, 最大140nmまでのメソスコピック非局所スクリーニング機構を明らかにすることで, この考え方に挑戦する。
フォノン偏光子を超感度プローブとして、偏光子-波長シフトからの電荷移動を定量化し、α-MoO3が薄くなるにつれて、厚さ非依存性の飽和反応を求める。
単に光モデリングを複雑にするのではなく、この非局所飽和は、伝達可能なクロスマテリアル計量を得られることによって、設計レベルの補正を機会に変える。
120以上のデバイスで、このメートル法はTMDCとα-MoO3の作業関数差と線形にスケールする。
さらに、電荷移動のための格子ミスマッチセットエネルギー閾値を同定し、vdW界面に対するアンダーソン型バンドアライメントを補正する。
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