Topologisch geschützte Lichtmoden nachgewiesen
16.12.2025Neue Publikation des AK Brixner mit online Cover in Science Advances
In einer Kooperation zwischen den Arbeitskreisen von Prof. Bert Hecht (Physik), Prof. Ronny Thomale (Physik) und Prof. Tobias Brixner (IPTC) wurden erstmals hochpräzise plasmonische Su–Schrieffer–Heeger-Ketten (SSH-Ketten) realisiert. Zwischen den einzelnen Nanoschlitz-Resonatoren, aus denen die SSH-Ketten bestehen, liegt eine abstandsabhängige, alternierende Kopplungsstärke vor – kontrolliert bis auf Subnanometer-Niveau. Mittels Photoemissions-Elektronenmikroskopie, die eine räumliche Auflösung im Nanometerbereich ermöglicht, konnten die Forschenden besondere Lichtmoden, sogenannte Edge States, experimentell nachweisen. Edge States treten bei einer bestimmten Alternierung der Kopplungsstärken zwischen den Nanoschlitz-Resonatoren auf und sind in ihren Resonanzeigenschaften nach topologischen Prinzipien gegen strukturelle Defekte und Deformationen geschützt. Die Kopplung zwischen den Nanoschlitz-Resonatoren ist dabei so stark, dass die Edge States spektral von allen anderen existierenden Lichtmoden getrennt und somit gezielt adressiert werden können. Mit der Möglichkeit, das Konzept der SSH-Ketten auf zwei räumliche Dimensionen zu erweitern, ebnen die in Science Advances publizierten Ergebnisse den Weg zu zweidimensionalen topologischen Metasurfaces, die sich bei Raumtemperatur stark mit einzelnen Emittern und Quantenmaterialien koppeln lassen – ein wichtiger Schritt in der Entwicklung robuster photonischer und quantenoptischer Bauelemente.
