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中國科技網:科學家發現操控極化激元新途經
發布時間:2022年04月29日 來源:中國科技網

近日,ob体育欧洲杯官网 陳煥陽教授團隊和中國地質大學戴誌高教授團隊,與Qiaoliang Bao博士團隊及新加坡國立大學仇成偉教授團隊合作,利用天然雙軸晶體α-MoO3和各向同性材料石墨烯,在石墨烯和α-MoO3異質結構界麵上實現了可調諧的雜化極化激元及其光學拓撲轉變,並且在實驗上驗證了擁有不同厚度α-MoO3的石墨烯/α-MoO3異質結構中存在雜化極化激元。相關成果登上國際期刊Nano Letters封麵。

極化激元是一種光子與物質耦合而成的準粒子,能將光場壓縮聚焦至納米尺度,可用於集成光子芯片中的信息傳輸載體。通常,可在金屬和介質界麵上,由自由電子和光子相互作用而形成表麵等離極化激元,但因其存在歐姆損耗,壽命較低,應用受到限製。近年來,如石墨烯這樣的二維層狀材料的出現進一步豐富了極化激元的形態,且相比金屬極化激元,二維材料中的極化激元具有更低損耗和超高場局域能力,在集成和超薄納米光子器應用前景廣闊。

最新的這項研究發現,基於石墨烯電子結構的動態可協調性,可以在石墨烯和α-MoO3異質結構中實現可調的雜化極化激元及其拓撲轉變。同時由於範德華材料色散對厚度的依賴性,α-MoO3的厚度也可以作為調控異質結色散的一個重要參數。這項研究還在實驗上驗證了石墨烯/α-MoO3異質結構上定製的雜化極化激元的存在,並且通過計算表明異質結構中極化激元相比於α-MoO3中的聲子極化激元擁有更長的壽命。

極化激元是目前凝聚態物理、微納光學、材料科學等多學科交叉的前沿科學領域。這項研究為亞波長光學信號處理及構建片上集成神經形態光子回路提供了新的路徑。 


【責任編輯:宣傳部外宣】
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