Plasmons de surfaces non réciproques induit par la topologie – Ti-P

Le projet Ti-P propose d’étudier la dispersion non-réciproque des plasmons liée aux propriétés topologiques de la structure de bande électronique des matériaux de Dirac et en particulier des monocouches de dichalcogénures de métaux de transition. La courbure de Berry est une propriété topologique de la structure de bande électronique présente dans les matériaux de Dirac. Elle donne naissance à une vélocité transverse qui affecte la direction de propagation des porteurs de charges, causant une accumulation de charge le long des bords du système. Cette propriété unique a permis la première observation d’un effet Hall de vallée dans les dichalcogénures de métaux de transitions dopés optiquement. Ti-P repose sur l’hypothèse scientifique que ces phénomènes observés par des mesures de transports présenteront un équivalent optique : des modes plasmoniques présentant une dispersion non réciproque, c’est-à-dire une dispersion différente pour les valeurs positives et négatives de quantité de mouvement. Le projet vise à fournir une observation expérimentale d’une telle dispersion non réciproque des plasmons polaritons de surfaces au travers de mesures de spectroscopie infrarouge en champs lointain. Ti-P repose sur la présence au CEMES d’un spectromètre à transformé de Fourier permettant des mesures micro-FTIR sur des échantillons de taille micrométrique et sur un collaboration scientifique robuste au travers de laquelle de larges échantillons de TMD encapsulé serons obtenues. Ti-P propose une approche scientifique originale basée la conception de cristaux plasmoniques spécifiquement conçus pour supporter des modes plasmoniques non-réciproques, d’un dopage asymétrique des vallées généré en utilisant une pompe optique polarisée circulairement (dans le visible) et de mesure de spectroscopie infra-rouge pour caractériser les modifications de l'état de polarisation et de la lumière interagissant avec les plasmons. Avec l’observation de ces modes, nous visons principalement une meilleure compréhension de l’impact de la topologie sur les excitations collectives des porteurs de charge mais aussi à faire les premiers pas vers le développement d’une technologie valléetronique de contrôle de la lumière.