通过使用AlCuFe狄拉克半金属，对光子自旋霍尔效应进行了Kretschmann几何结构优化

《Dalton Transactions》：Kretschmann-geometry enhancement of a photonic spin Hall effect with an AlCuFe Dirac semimetal

巨光子自旋霍尔效应与可重构光子学

　　

我们通过数值模拟，在一个无需光刻工艺的Kretschmann结构中展示了巨大的、可重构的光子自旋霍尔效应（PSHE）。该结构由高折射率棱镜、AlCuFe狄拉克半金属（DSM）、VO?和ZnS组成。通过调节ZnS耦合层的厚度，使输入光束与薄DSM薄膜中的泄漏界面模式相位匹配，p偏振光的菲涅尔系数能够产生深度共振，而s偏振光的菲涅尔系数则保持有限值。在近乎“暗端口”条件下，两种正交偏振光反射系数的比值可以达到103至10?，从而产生极陡的反射相位，进而导致宏观的自旋依赖性横向位移。仅使用50–300纳米厚的AlCuFe层，横向位移峰值δ?在狭窄的角度范围内可达到102微米；而在非共振状态下，位移会减小至接近零。中间的VO?间隔层具有很强的可重构性：通过改变其厚度，可以在绝缘相和金属相之间切换，从而改变共振特性，实现自旋方向可编程和角度可调的光子自旋霍尔效应。这些结果为开发一种紧凑的、适用于晶圆的巨型自旋轨道光子学技术提供了途径——该技术适用于自旋选择性光束操控、手性传感以及弱值测量等应用，且仅需平面薄膜和相位控制，无需使用纳米制造结构。