國(guó)家納米中心在雙曲自然材料中實(shí)現(xiàn)紅外頻段的反向切倫科夫輻射
為了構(gòu)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(dāng)帶電粒子高速掠過(guò)介質(zhì)表面激發(fā)的電磁輻射,是構(gòu)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(yùn)動(dòng)方向與產(chǎn)生電磁輻射相反的特點(diǎn),可以有效屏蔽運(yùn)動(dòng)粒子對(duì)輻射電磁波的干擾,從而顯著提升納米光源的品質(zhì)。前期已有報(bào)道在超構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gòu)材料中通過(guò)空間結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)獲得負(fù)折射率的思路不同,天然晶體中的負(fù)群速度色散的極化激元模式也有望實(shí)現(xiàn)反向切倫科夫輻射。近年來(lái),中國(guó)科學(xué)院國(guó)家納米科學(xué)中心研究員戴慶團(tuán)隊(duì)利用特色電子激發(fā)極化激元理論模型和實(shí)驗(yàn)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(fù)群速度,為實(shí)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(yīng),有利于降低激發(fā)輻射所需的帶電粒子速度閾值。 |