Creation and control of spatial gradients in electromagnetic properties is a central theme underlying optical device design. In this work, we demonstrate that through modification of the spatial and temporal distribution of current, we can obtain increased control over the shape of these gradients. We are able to write spatially sharp gradients with ∼50% change in the index of refraction over length scales of only a few wavelengths as observed through diffraction limited terahertz spectroscopy. Furthermore, we assess the potentials for such gradients for beam-steering applications.

1.
R. A.
Shelby
,
D. R.
Smith
, and
S.
Schultz
,
Science
292
,
77
(
2001
).
2.
3.
T.
Driscoll
,
D. N.
Basov
,
A. F.
Starr
,
P. M.
Rye
,
S.
Nemat-Nasser
,
D.
Schurig
, and
D. R.
Smith
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
081101
(
2006
).
4.
V.
Nguyen
,
B.
Justice
,
S.
Yonak
, and
D.
Smith
, in
2008 International Workshop on Antenna Technology: Small Antennas and Novel Metamaterials
(
2008
), p.
119
.
5.
R.
Liu
,
X. M.
Yang
,
J. G.
Gollub
,
J. J.
Mock
,
T. J.
Cui
, and
D. R.
Smith
,
Appl. Phys. Lett.
94
,
073506
(
2009
).
6.
J.
Neu
,
B.
Krolla
,
O.
Paul
,
B.
Reinhard
,
R.
Beigang
, and
M.
Rahm
,
Opt. Express
18
,
27748
(
2010
).
7.
S.
Sun
,
Q.
He
,
S.
Xiao
,
Q.
Xu
,
X.
Li
, and
L.
Zhou
,
Nature Mater.
11
,
426
(
2012
).
8.
H.-T.
Chen
,
W. J.
Padilla
,
J. M. O.
Zide
,
A. C.
Gossard
,
A. J.
Taylor
, and
R. D.
Averitt
,
Nature
444
,
597
(
2006
).
9.
N.
Wiwatcharagoses
,
K.
Park
, and
P.
Chahal
, in
2011 IEEE 61st Electronic Components and Technology Conference (ECTC)
(
2011
), p.
10.
I.
Gil
and
J.
Bonache
,
IEEE Trans. Microwave Theory Tech.
54
,
2665
(
2006
).
11.
N. M.
Litchinitser
,
I. R.
Gabitov
,
A. I.
Maimistov
, and
V. M.
Shalaev
,
Opt. Lett.
32
,
151
(
2007
).
12.
T.
Driscoll
,
S.
Palit
,
M. M.
Qazilbash
,
M.
Brehm
,
F.
Keilmann
,
B.-G.
Chae
,
S.-J.
Yun
,
H.-T.
Kim
,
S. Y.
Cho
,
N. M.
Jokerst
,
D. R.
Smith
, and
D. N.
Basov
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
024101
(
2008
).
13.
L.
Carignan
and
A.
Yelon
,
IEEE Trans. Microwave Theory Tech.
59
,
2568
(
2011
).
14.
T.
Driscoll
,
H.
Kim
,
B.
Chae
,
B.
Kim
,
Y.
Lee
,
N.
Jokerst
,
S.
Palit
,
D.
Smith
,
M.
Di Ventra
, and
D.
Basov
,
Science
325
,
1518
(
2009
).
15.
B.-J.
Kim
,
Y.
Lee
,
S.
Choi
,
J.-W.
Lim
,
S.
Yun
,
H.-T.
Kim
,
T.-J.
Shin
, and
H.-S.
Yun
,
Phys. Rev. B
77
,
235401
(
2008
).
16.
M. M.
Qazilbash
,
Z. Q.
Li
,
V.
Podzorov
,
M.
Brehm
,
F.
Keilmann
,
B. G.
Chae
,
H. T.
Kim
, and
D. N.
Basov
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
241906
(
2008
).
17.
M.
Qazilbash
,
M.
Brehm
,
G.
Andreev
,
A.
Frenzel
,
P.-C.
Ho
,
B.-G.
Chae
,
B.-J.
Kim
,
S.
Yun
,
H.-T.
Kim
,
A.
Balatsky
,
O.
Shpyrko
,
M.
Maple
,
F.
Keilmann
, and
D.
Basov
,
Phys. Rev. B
79
,
075107
(
2009
).
18.
H.-T.
Kim
,
B.-J.
Kim
,
S.
Choi
,
B.-G.
Chae
,
Y. W.
Lee
,
T.
Driscoll
,
M. M.
Qazilbash
, and
D. N.
Basov
,
J. Appl. Phys.
107
,
023702
(
2010
).
19.
M. D.
Goldflam
,
T.
Driscoll
,
B.
Chapler
,
O.
Khatib
,
N.
Marie Jokerst
,
S.
Palit
,
D. R.
Smith
,
B.-J.
Kim
,
G.
Seo
,
H.-T.
Kim
,
M. D.
Ventra
, and
D. N.
Basov
,
Appl. Phys. Lett.
99
,
044103
(
2011
).
20.
A.
Degiron
,
J. J.
Mock
, and
D. R.
Smith
,
Opt. Express
15
,
1115
(
2007
).
21.
M. J.
Dicken
,
K.
Aydin
,
I. M.
Pryce
,
L. A.
Sweatlock
,
E. M.
Boyd
,
S.
Walavalkar
,
J.
Ma
, and
H. A.
Atwater
,
Opt. Express
17
,
18330
(
2009
).
22.
N.
Yu
,
P.
Genevet
,
M. A.
Kats
,
F.
Aieta
,
J.-P.
Tetienne
,
F.
Capasso
, and
Z.
Gaburro
,
Science
334
,
333
(
2011
).
You do not currently have access to this content.