Twistoptics en heteroestructuras planas con un número arbitrario de capas delgadas tridimensionales giradas y láminas conductoras bidimensionales

La «twistóptica» se ha consolidado recientemente como una rama de la nanoóptica que estudia la propagación de la luz en pilas de capas delgadas y anisotrópicas giradas unas respecto a otras. El concepto es especialmente relevante para los polaritones —cuasipartículas híbridas de luz y materia— en materiales de van der Waals (vdW), donde la fuerte anisotropía en el plano y el confinamiento profundo por debajo de la longitud de onda hacen que la dispersión polaritónica sea muy sensible a los ángulos de torsión entre capas. Esta sensibilidad da lugar a fenómenos exóticos como la canalización, es decir, la propagación sin difracción, con aplicaciones potenciales que van desde la gestión térmica hasta la obtención de imágenes de superresolución. A pesar de los rápidos avances, hasta ahora no existía un marco analítico general para describir la propagación de los polaritones en heteroestructuras planas retorcidas. Aquí presentamos un modelo analítico para apilamientos planos compuestos por un número arbitrario de capas anisotrópicas (biaxiales) de espesor finito y láminas conductoras anisotrópicas infinitesimalmente delgadas. El formalismo y sus aproximaciones de alto momento y de película delgada predicen observables polaritónicos clave, como la longitud de onda, la longitud de propagación y las distribuciones del campo electromagnético. También proporcionamos scripts numéricos de acceso abierto que implementan el modelo para facilitar su uso práctico. En conjunto, estos resultados proporcionan una base teórica general para la «twistóptica» y deberían facilitar el descubrimiento y acelerar la implementación de fenómenos polaritónicos diseñados mediante torsión en todo el espectro electromagnético.