華中科大在近場光學成像方向取得重要進展

近日，《自然·納米技術》（Nature Nanotechnology）在線刊發華中科技大學李培寧教授團隊題目為“Van der Waals quaternary oxides for tunable low-loss anisotropic polaritonics“研究成果。

掃描近場光學顯微鏡通過金屬針尖與樣品近距離作用實現局域隱失波增強，在超高分辨光學成像與探測方面具有獨特的優勢。這一技術實現了對材料物性的納米級空間分辨率表征，已廣泛應用在微納尺度的物理、化學、生物和信息等研究領域。

李培寧教授團隊利用高分辨近場光學顯微鏡技術，在范德華四元氧化物中成像了新型可調控的極化激元電磁波。這種新型電磁波模式壽命高、損耗低且群速度極慢，為光速的1/3000，壽命為ps量級，這種極慢的群速度和超長壽命有效增強了光與物質相互作用，為實現高靈敏分子傳感和光電探測提供了新的可能。

研究團隊進一步通過范德華四元氧化物的金屬陽離子替換，實現了對極化激元傳播特性的按需調控。如下圖所示，超高分辨近場成像研究清晰地展示了材料中陽離子替換能夠實現對聲子極化激元從雙曲—橢圓和面內各向同性—面內各向異性的調控。該工作實現聲子極化激元的可調諧，豐富了各向異性聲子極化激元研究的范德華體系，在微納光學領域具有重要應用前景。

原子工程調控面內各向異性聲子極化激元

該工作與中科院福建物質結構研究所合作完成，李培寧教授和趙三根研究員為通訊作者，華中科技大學博士生孫甜和物構所副研究員陳閏堃為共同第一作者。該工作得到了國家自然科學基金、湖北省自然科學基金和武漢光電國家研究中心創新基金的資助。

論文鏈接：
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01628-y

審核編輯：劉清