Перестраиваемая нанофотоника на основе халькогенидных материалов с фазовым переходом

Нанофотоника привлекает большое внимание благодаря своим уникальным возможностям управления распространением света в субволновом диапазоне. Метаповерхности (MS) и интегральные фотонные схемы (PIC) позволяют создавать эффективные плоские оптические компоненты для визуализации, сенсорики и коммуникаций, пригодные для массового производства и характеризующиеся низкой стоимостью. Для придания нанофотонике многофункциональности халькогенидные материалы с фазовым переходом (PCM) были предложены в качестве перспективной платформы для перестраиваемых и реконфигурируемых нанофотонных систем. Интеграция энергонезависимых халькогенидных PCM, обладающих такими уникальными свойствами, как значительный оптический контраст, высокая скорость переключения и долговременная стабильность, обеспечивает существенную реконфигурацию более традиционных статических нанофотонных платформ. В этом обзоре рассматриваются современные достижения и новые тенденции в области перестраиваемых метаповерхностей и интегральных фотонных схем с использованием халькогенидных PCM. Описаны уникальные свойства материалов, структурные превращения и термооптические эффекты хорошо изученных классов халькогенидных PCM. Также рассматриваются новые подходы на основе глубокого обучения для оптимизации реконфигурируемых метаповерхностей и анализа взаимодействия света с веществом. В заключение обсуждаются существующие проблемы реализации перестраиваемой нанофотоники и перспективы возможного развития этого многообещающего направления.