科技日報記者 陳曦 通訊員 戴建芳
物體對光的散射是自然中普遍存在的物理現(xiàn)象，例如太陽光被大氣分子以及懸浮粒子散射，才有了藍天、白云、彩虹等各種奇妙的光學現(xiàn)象。同時散射現(xiàn)象也是眾多光科學技術(shù)的核心之一。近日南開大學物理科學學院蔡衛(wèi)教授、許京軍教授領(lǐng)導的課題組，在特定條件下，觀測到中紅外光被原子尺度起伏結(jié)構(gòu)的面內(nèi)強散射，并進一步通過改變門電壓實現(xiàn)了調(diào)控。該研究對于利用原子尺度的納米結(jié)構(gòu)操控光等方面具有重要意義，成果2月21日在線發(fā)表在國際期刊《自然通訊》上。
據(jù)介紹，散射現(xiàn)象發(fā)生的強弱，極大地依賴于入射光的波長及散射體的特征尺寸的比值，通常納米尺度的結(jié)構(gòu)對波長較長的十微米量級的中紅外光的散射較弱。如何利用光散射效應，實現(xiàn)極端納米尺度乃至原子尺度的微納結(jié)構(gòu)對于中紅外光的強散射，對于高度集成光學器件以及中紅外傳感等領(lǐng)域具有重大應用意義。
蔡衛(wèi)和許京軍教授課題組在納米尺度光操控方向經(jīng)過長期探索取得了一系列進展，如能帶和費米能級獨立調(diào)控下雙層石墨烯光學性質(zhì)的納米尺度探測、人工誘導電子型邊界對石墨烯等離激元波反射的可控調(diào)節(jié)等。
此次課題組基于單層石墨烯/氮化硼/金三層結(jié)構(gòu)中的超高局域的石墨烯聲學等離激元模式，在結(jié)構(gòu)特征尺寸與光的入射波長比在約萬分之一的條件下，觀測到中紅外光被原子尺度起伏結(jié)構(gòu)的面內(nèi)強散射，并進一步通過改變門電壓實現(xiàn)了調(diào)控。蔡衛(wèi)表示，其物理機制來自石墨烯聲學等離激元的超高局域特性，可實現(xiàn)中紅外光波長約百倍的壓縮，從而使得該現(xiàn)象得以發(fā)生。
（受訪者供圖）
關(guān)鍵詞：
營業(yè)執(zhí)照公示信息