Tunable Hyperbolic Landau-Level Polaritons in Charge-Neutral Graphene Nanoribbon Metasurfaces
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Le résumé fourni par la source
Magnetized charge-neutral graphene supports collective hybrid electronic excitations─polaritons─which have a quantum origin. In contrast to polaritons in doped graphene, which arise from intraband electronic transitions, those in charge-neutral graphene originate from interband transitions between Landau levels, enabled by the applied magnetic field. Control of such quantum polaritons and shaping their wavefronts remains totally unexplored. Here, we design an artificial two-dimensional quantum material formed by charge-neutral graphene nanoribbons exposed to an external magnetic field. In such a metasurface, quantum polaritons acquire a hyperbolic dispersion. We find that the topology of the isofrequency curves of quantum hyperbolic magnetoexciton polaritons excited in this quantum material can change, so that the shape of the isofrequency curves transforms from a closed to an open one by tuning the external magnetic field strength. At the topological transition, we observe canalization phenomena, consisting of the propagation of all of the polaritonic plane waves in the continuum along the same direction when excited by a point source. From a general perspective, our fundamental findings introduce a novel type of actively tunable quantum polaritons with hyperbolic dispersion and can be further generalized to other types of quantum materials and polaritons in them. In practice, quantum hyperbolic polaritons can be used for applications related to quantum sensing and computing.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Tunable Hyperbolic Landau-Level Polaritons in Charge-Neutral Graphene Nanoribbon Metasurfaces
- Date Crossref
- 22/08/2025
- Éditeur
- American Chemical Society (ACS)
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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University of the Basque Country pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Donostia International Physics Center pays non établi dans la noticeInstitution
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Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Institute of Polymers pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Ingenierie des Materiaux polymeres pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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University of Geneva pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Universidad de Zaragoza pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón pays non établi dans la noticeStructure de recherche
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Ikerbasque pays non établi dans la noticeInstitution
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Universidad del Pais Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea pays non établi dans la noticeInstitution
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Advanced Polymers and Materials: Physics pays non établi dans la noticeInstitution
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Chemistry Faculty (UPV/EHU) Chemistry and Technology pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
University of the Basque Country, Donostia International Physics Center et Instituto de Ciencia de Materiales de Madrid, avec 9 autres affiliations.
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