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中国科学家发现极化激元反向切伦科夫辐射

科技日报记者 陆成宽。中国

极化激元是科学实现纳米尺度光控制的新思路。23日,现极向切记者从国家纳米科学中心获悉,化激中国研究人员在I型双曲天然材料上观察到声极化激元的元反反向切伦科夫辐射。他们发现,伦科通过改变带电颗粒在材料表面的夫辐运动方向,可以不对称地重塑反向切伦科夫辐射的中国分布,从而获得不受刺激源干扰、科学方向可控的现极向切纳米光源。《自然通信》杂志发表了相关研究成果。化激

所谓切伦科夫辐射,元反是伦科指当带电粒子以比材料中更快的光速通过材料时产生的电磁辐射。反向切伦科夫辐射能有效地将辐射光与快速运动的夫辐带电粒子分离,从而提高光源的中国信噪比和灵敏度。因此,反向切伦科夫辐射在生物成像、光通信、光谱学和传感器等领域具有重要的应用潜力。

极化激元反向切伦科夫辐射的示意图。受访者提供图片。

“早期有报道称,微波频段的反向切伦科夫辐射是在超构材料中获得的,但随着频率的增加,结构的电磁损失呈指数上升,如何获得红外频段的反向切伦科夫辐射仍然是一个挑战。国家纳米科学中心研究员杨晓霞介绍了论文联合通讯作者。

近年来,国家纳米科学中心戴庆研究小组在六方氮化硼和氧化钼等双折射晶体中发现了低损耗的双曲极化激元。这种双曲声极化激元具有中红外频段负组速度色散的特点,可以大大降低介质内光的传播速度,有利于降低激发反向切伦科夫辐射所需的带电粒子速度阈值。

这一次,研究小组在天然氧化钼I型双曲频带上观察到声极化激元的反向切伦科夫辐射,即沿金属纳米线传输的等离激元,以刺激声极化激元的反向辐射传输。更重要的是,他们发现氧化钼和六方氮化硼范德华异质结可以通过原子制造技术进一步调节反向切伦科夫辐射的角度和质量因素,从而提高纳米光源的质量。

戴庆表示,这项研究有望为解决光频段反向切伦科夫辐射高效刺激的问题提供新的思路,为实现光电融合提供重要的材料平台。

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