更好地在納米尺度操控光子實(shí)現(xiàn)光電融合，是未來大幅提升信息處理能力的關(guān)鍵。21日，記者從國(guó)家納米科學(xué)中心獲悉，該中心研究人員與合作者在極化激元領(lǐng)域取得新進(jìn)展，大幅提高了納米尺度的光子精確操控水平，對(duì)提升納米成像和光學(xué)傳感等應(yīng)用性能具有重要意義。相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《自然·納米技術(shù)》雜志。
與電子相比，光子具有速度快、能耗低、容量高等諸多優(yōu)勢(shì)，被寄予未來大幅提升信息處理能力的厚望。“然而，由于光學(xué)衍射極限的存在，很難實(shí)現(xiàn)納米尺度上光信息的傳輸和處理，阻礙了光子優(yōu)異性能的發(fā)揮。”論文通訊作者之一、國(guó)家納米科學(xué)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(rèn)為是一種光子與物質(zhì)耦合形成的準(zhǔn)粒子。它具有優(yōu)異的光場(chǎng)壓縮能力，可以輕易突破光學(xué)衍射極限，將光波長(zhǎng)壓縮到納米尺度進(jìn)行操控，實(shí)現(xiàn)納米尺度上光信息的傳輸和處理。
利用近場(chǎng)光學(xué)顯微鏡，戴慶課題組與合作者成功構(gòu)建石墨烯/α相氧化鉬異質(zhì)結(jié)，實(shí)現(xiàn)極化激元等頻輪廓從開口到閉合的動(dòng)態(tài)、可逆拓?fù)滢D(zhuǎn)變，并使其傳播方向突破了原有晶向的限制。
“我們?cè)谘芯恐谐晒?0微米波長(zhǎng)的紅外光壓縮成幾十納米波長(zhǎng)的極化激元，并調(diào)控性能實(shí)現(xiàn)平面內(nèi)的能量聚焦和定向傳播。”戴慶解釋道，這就好像把大象裝進(jìn)粉筆盒的同時(shí)，還可以讓大象在里面自由活動(dòng)。
對(duì)此，戴慶表示，這項(xiàng)研究利用極化激元成功實(shí)現(xiàn)納米尺度的光操控，未來有望實(shí)現(xiàn)納米尺度的光電融合。值得一提的是，《自然·納米技術(shù)》還專門為這項(xiàng)研究成果配發(fā)評(píng)述文章。
