Artigo em revista científica Q1
Topological chiral-gain in a Berry dipole material
Filipa Prudêncio (Prudêncio, F. R.); Mário G. Silveirinha (Silveirinha, M. G.);
Título Revista
Nanophotonics
Ano (publicação definitiva)
2025
Língua
Inglês
País
Alemanha
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Abstract/Resumo
Recent studies have shown that low-symmetry conductors under static electric bias offer a pathway to realize chiral gain, where the non-Hermitian optical response of the material is controlled by the spin angular momentum of the wave. In this work, we uncover the topological nature of chiral gain and demonstrate how a static electric bias induces topological bandgaps that support unidirectional edge states at the material boundaries. In our system, these topological edge states consistently exhibit dissipative properties. However, we show that, by operating outside the topological gap, the chiral gain can be leveraged to engineer boundary-confined lasing modes with orbital angular momentum locked to the orientation of the applied electric field. Our results open new possibilities for loss-compensated photonic waveguides, enabling advanced functionalities such as unidirectional, lossless edge-wave propagation and the generation of structured light with intrinsic orbital angular momentum.
Agradecimentos/Acknowledgements
--
Palavras-chave
non-Hermitian systems,Topological materials,Chiral gain media,non-Hermitian electro-optic effect,Berry dipole materials,Optical gain
  • Ciências Físicas - Ciências Naturais
  • Engenharia Eletrotécnica, Eletrónica e Informática - Engenharia e Tecnologia
Registos de financiamentos
Referência de financiamento Entidade Financiadora
SFI-MPS-EWP-00008530-10 Simons Foundation
UID/50008 Fundação para a Ciência e a Tecnologia
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Com o objetivo de aumentar a investigação direcionada para o cumprimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável para 2030 das Nações Unidas, é disponibilizada no Ciência_Iscte a possibilidade de associação, quando aplicável, dos artigos científicos aos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável. Estes são os Objetivos do Desenvolvimento Sustentável identificados pelo(s) autor(es) para esta publicação. Para uma informação detalhada dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável, clique aqui.