科學家發現極化激元新模式

2021年09月08日10:40

原標題:科學家發現極化激元新模式

  新華社北京9月8日電(記者董瑞豐)我國科學家為主的一支國際聯合科研團隊通過實驗發現一種新的聲子激元“幽靈”模式,革新了極化激元領域的教科書定義。相關論文近日由國際知名學術期刊《自然》發表。

  極化激元是一種存在於材料表界面上的電磁模式,具有“半光子—半聲子”的屬性,能將光場壓縮聚焦至很小尺度,因而可用作集成光子芯片中信息的載體,實現在納米尺度上的光信息傳輸和處理。

  論文通訊作者之一、國家納米科學中心研究員戴慶介紹,不同種類的極化激元通常被歸納為兩類傳播模式,即沿著材料界面傳播的表面模式和在材料內部傳播的體模式。此次研究突破了固有認識,證明在方解石晶體中存在第三種極化激元模式——“幽靈”雙曲極化激元。

  “新模式具有易激發、高限域的特點,這為極化激元的激發提供了新途徑,也將為新型紅外光子器件的設計帶來便利。”戴慶說。

  研究團隊通過理論預測及計算,發現當方解石晶體的光軸和晶體界面存在一定夾角時,就可存在“幽靈”雙曲極化激元。同時,團隊證明了能夠通過改變雙折射晶體的光軸朝向,來調節極化激元模式分佈。團隊預測,除方解石晶體以外,石英、氧化鋁等常見的雙折射晶體中可能也存在“幽靈”極化激元。

  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,也是我國傳統優勢研究方向之一。

  研究團隊成員分別來自華中科技大學、國家納米科學中心、新加坡國立大學和美國紐約州立大學。

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