國家納米中心在雙曲自然材料中實現(xiàn)紅外頻段的反向切倫科夫輻射
為了構建基于極化激元的光電集成回路,迫切需要研發(fā)可在片上集成的納米光源作為信息輸入端口。切倫科夫輻射是由當帶電粒子高速掠過介質表面激發(fā)的電磁輻射,是構筑片上納米光源的重要路徑。反向切倫科夫輻射具有帶電粒子運動方向與產(chǎn)生電磁輻射相反的特點,可以有效屏蔽運動粒子對輻射電磁波的干擾,從而顯著提升納米光源的品質。前期已有報道在超構材料中獲得了微波頻段的反向切倫科夫輻射,但隨著頻率提升該結構電磁損耗呈指數(shù)上升,如何獲得紅外頻段的反向切倫科夫輻射仍是挑戰(zhàn)。
與上述超構材料中通過空間結構設計獲得負折射率的思路不同,天然晶體中的負群速度色散的極化激元模式也有望實現(xiàn)反向切倫科夫輻射。近年來,中國科學院國家納米科學中心研究員戴慶團隊利用特色電子激發(fā)極化激元理論模型和實驗表征方法,在雙折射晶體(如六方氮化硼和氧化鉬等范德華材料)中發(fā)現(xiàn)了具有雙曲色散的聲子極化激元。這種雙曲聲子極化激元一方面在中紅外范圍內(nèi)具有負群速度,為實現(xiàn)反向切倫科夫輻射提供了必要條件,另一方面具有顯著的慢光效應,有利于降低激發(fā)輻射所需的帶電粒子速度閾值。 該團隊通過進一步研究,在天然氧化鉬I型雙曲頻帶上觀測到聲子極化激元反向切倫科夫輻射現(xiàn)象,即由金屬天線的等離激元(類比運動的帶電粒子)來激發(fā)聲子極化激元反向輻射傳輸。研究發(fā)現(xiàn),通過改變帶電粒子的運動方向,可以不對稱地重塑反向切倫科夫輻射的分布。此外,通過原子制造技術構筑氧化鉬和六方氮化硼范德華異質結,能夠進一步調(diào)控輻射角度和品質因子,從而提升納米光源的品質。這項研究成果有望為解決光頻段反向切倫科夫輻射高效激發(fā)的難題提供新思路,并為實現(xiàn)光電集成回路中片上光源提供重要材料平臺。 ![]() 極化激元反向切倫科夫輻射的示意圖 相關研究成果以Mid-infrared analogue polaritonic reversed Cherenkov radiation in natural anisotropic crystals為題發(fā)表在《自然-通訊》(Nature Communications)上。研究工作獲得國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學基金等項目的支持。 論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-37923-w |
最新評論
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phisfor 2023-05-09 11:14國家納米中心在雙曲自然材料中實現(xiàn)紅外頻段的反向切倫科夫輻射
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wmh1985 2023-05-09 11:29該團隊通過進一步研究,在天然氧化鉬I型雙曲頻帶上觀測到聲子極化激元反向切倫科夫輻射現(xiàn)象,即由金屬天線的等離激元(類比運動的帶電粒子)來激發(fā)聲子極化激元反向輻射傳輸。研究發(fā)現(xiàn),通過改變帶電粒子的運動方向,可以不對稱地重塑反向切倫科夫輻射的分布。此外,通過原子制造技術構筑氧化鉬和六方氮化硼范德華異質結,能夠進一步調(diào)控輻射角度和品質因子,從而提升納米光源的品質。這項研究成果有望為解決光頻段反向切倫科夫輻射高效激發(fā)的難題提供新思路,并為實現(xiàn)光電集成回路中片上光源提供重要材料平臺。
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chengzheng 2023-05-09 11:41真不錯啊
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sac 2023-05-09 12:46反向切倫科夫輻射
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opticsg 2023-05-09 13:17科技真的是飛速發(fā)展
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dsndn 2023-05-09 13:21為了構建基于極化激元的光電集成回路,迫切需要研發(fā)可在片上集成的納米光源作為信息輸入端口。切倫科夫輻射是由當帶電粒子高速掠過介質表面激發(fā)的電磁輻射,是構筑片上納米光源的重要路徑。反向切倫科夫輻射具有帶電粒子運動方向與產(chǎn)生電磁輻射相反的特點,可以有效屏蔽運動粒子對輻射電磁波的干擾,從而顯著提升納米光源的品質。前期已有報道在超構材料中獲得了微波頻段的反向切倫科夫輻射,但隨著頻率提升該結構電磁損耗呈指數(shù)上升,如何獲得紅外頻段的反向切倫科夫輻射仍是挑戰(zhàn)。
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camelots 2023-05-09 14:08科技真的是飛速發(fā)展
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余綠綠 2023-05-09 15:41學習以下!。
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aslan0810 2023-05-09 16:58學習一下!
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jeremiahchou 2023-05-09 18:36該團隊通過進一步研究,在天然氧化鉬I型雙曲頻帶上觀測到聲子極化激元反向切倫科夫輻射現(xiàn)象,即由金屬天線的等離激元(類比運動的帶電粒子)來激發(fā)聲子極化激元反向輻射傳輸。研究發(fā)現(xiàn),通過改變帶電粒子的運動方向,可以不對稱地重塑反向切倫科夫輻射的分布。此外,通過原子制造技術構筑氧化鉬和六方氮化硼范德華異質結,能夠進一步調(diào)控輻射角度和品質因子,從而提升納米光源的品質。這項研究成果有望為解決光頻段反向切倫科夫輻射高效激發(fā)的難題提供新思路,并為實現(xiàn)光電集成回路中片上光源提供重要材料平臺。