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Enregistrement W4401001821 · doi:10.1093/mam/ozae044.563

Unveiling Coupled Dark Plasmon Modes in CdO Structures

2024· article· en· W4401001821 sur OpenAlexaff
Caleb Whittier, Travis Casagrande, Jon-Paul Maria, Joshua D. Caldwell, Nabil Bassim, Maureen J. Lagos

Notice bibliographique

RevueMicroscopy and Microanalysis · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiquePlasmonic and Surface Plasmon Research
Établissements canadiensMcMaster University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésPlasmonMaterials scienceNanotechnologyOptoelectronics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Cadmium oxide (CdO) is an attractive material for plasmonic applications in the near- to mid-infrared (NIR and MIR, respectively). CdO is capable of sustaining both surface plasmon polariton (SPP) and epsilon-near-zero (ENZ) modes depending on the carrier concentration and sample thickness [1]. SPPs are dispersive with long propagation lengths, while ENZs have low dispersion but high field confinement. Previous work has shown that when CdO layers of different thicknesses and carrier concentrations are grown atop one another, hybrid polaritonic modes start to appear from the coupling of these SPP and ENZ modes [2, 3]. The coupling conditions for these hybrid modes can be further tuned by changing the sample geometry and size, which effects the modal confinement and distribution. Pillars of varying diameter were fabricated using focused ion beam (FIB) milling. Structures were made of SPP/ENZ/substrate configuration. The plasmonic response of the fabricated pillars were analyzed in a scanning transmission electron microscope (STEM) operating at 60 kV using aloof electron energy loss spectroscopy (EELS). EELS maps were acquired in the Thermo Fisher Spectra Ultra with average energy resolutions of 15-20 meV, while point spectra were acquired in the Nion HERMES with average 5 meV energy resolution. We detected a large variety of optically active/inactive plasmon modes, with a potential coupling scenario between dark modes (e.g. radial breathing modes) in the NIR range (450-500 meV – see Fig. 1). Dispersion plots reveal an evident anti-crossing behavior which is typically linked to coupling phenomenon. To further gain insight into the selection rules operating for the excitation we probed the coupled system at different tilt configurations (see Fig. 1). We observe a strong orientation dependence of the plasmonic response, with its intensity decreasing by half when tilts as low as 3° (away from the beam traversing parallel to the surface) are applied. This implies a strongly directional response. At higher mis-tilts, weak shoulders are observed on the initial doublet, indicating the presence of additional relaxation pathways through which energy can be distributed. To study the spatial distribution of those coupled modes we conducted real space mapping, which revealed an asymmetrical behavior of the mode distribution (see Fig. 2). Our work showcases heretofore unexplored areas for CdO polaritonics, where a series of both bright and dark polaritons are excited and interact with one another. The observation of these dark polaritons are promising for lossless optical propagation, especially if they are coupling with other plasmonic modes within the system. Furthermore, the presence of asymmetrical population distribution lays the foundation for further studies into how energy is dissipated at the surface of transparent conducting oxides and what channels are involved in these processes. Orientation dependence of plasmon polaritons sustained by 3.4 µm diameter CdO pillars. When the beam passes parallel to the pillar surface, the strongest resonance is sustained (labelled as 0°). Once the surface is tilted backwards (in the negative β direction), the intensity of this mode drops rapidly. Further broadening and additional shoulders are observed as the degree of mis-tilt is increased, until this mode becomes almost indistinct. Substrate surface phonon polaritons and lower order multipolar plasmon modes remain defined. Modal distribution of NIR polaritons sustained on a 3.4 µm diameter CdO pillar. EELS maps were acquired as singular scans across the entire surface. Spectra were extracted from regions indicated by the arrows, and the map was generated using the energy window noted atop the spectra. A clear asymmetry is present is how the NIR doublet is distributed across the pillar surface.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,001
Score d'incertitude au seuil0,004

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0000,001
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,010
Tête enseignante GPT0,261
Écart entre enseignants0,251 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2024
Routes d'admission1
Résumé présentnon

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