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    中國科學家實現納米尺度光操控 猶如把大象裝進粉筆盒

    2022-08-22 09:42:19科技日報 作者:陸成寬
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      更好地在納米尺度操控光子實現光電融合,是未來大幅提升信息處理能力的關鍵。21日,記者從國家納米科學中心獲悉,該中心研究人員與合作者在極化激元領域取得新進展,大幅提高了納米尺度的光子精確操控水平,對提升納米成像和光學傳感等應用性能具有重要意義。相關研究成果在線發表于《自然·納米技術》雜志。

      與電子相比,光子具有速度快、能耗低、容量高等諸多優勢,被寄予未來大幅提升信息處理能力的厚望。“然而,由于光學衍射極限的存在,很難實現納米尺度上光信息的傳輸和處理,阻礙了光子優異性能的發揮。”論文通訊作者之一、國家納米科學中心研究員戴慶介紹。

      極化激元是一種存在于材料表界面的特殊電磁模式,也可以認為是一種光子與物質耦合形成的準粒子。它具有優異的光場壓縮能力,可以輕易突破光學衍射極限,將光波長壓縮到納米尺度進行操控,實現納米尺度上光信息的傳輸和處理。

      利用近場光學顯微鏡,戴慶課題組與合作者成功構建石墨烯/α相氧化鉬異質結,實現極化激元等頻輪廓從開口到閉合的動態、可逆拓撲轉變,并使其傳播方向突破了原有晶向的限制。

      “我們在研究中成功將10微米波長的紅外光壓縮成幾十納米波長的極化激元,并調控性能實現平面內的能量聚焦和定向傳播。”戴慶解釋道,這就好像把大象裝進粉筆盒的同時,還可以讓大象在里面自由活動。

      對此,戴慶表示,這項研究利用極化激元成功實現納米尺度的光操控,未來有望實現納米尺度的光電融合。值得一提的是,《自然·納米技術》還專門為這項研究成果配發評述文章。

    責任編輯:李孟展

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