华中科大在近场光学成像方向取得重要进展

近日，《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）在线刊发华中科技大学李培宁教授团队题目为“Van der Waals quaternary oxides for tunable low-loss anisotropic polaritonics“研究成果。

扫描近场光学显微镜通过金属针尖与样品近距离作用实现局域隐失波增强，在超高分辨光学成像与探测方面具有独特的优势。这一技术实现了对材料物性的纳米级空间分辨率表征，已广泛应用在微纳尺度的物理、化学、生物和信息等研究领域。

李培宁教授团队利用高分辨近场光学显微镜技术，在范德华四元氧化物中成像了新型可调控的极化激元电磁波。这种新型电磁波模式寿命高、损耗低且群速度极慢，为光速的1/3000，寿命为ps量级，这种极慢的群速度和超长寿命有效增强了光与物质相互作用，为实现高灵敏分子传感和光电探测提供了新的可能。

研究团队进一步通过范德华四元氧化物的金属阳离子替换，实现了对极化激元传播特性的按需调控。如下图所示，超高分辨近场成像研究清晰地展示了材料中阳离子替换能够实现对声子极化激元从双曲—椭圆和面内各向同性—面内各向异性的调控。该工作实现声子极化激元的可调谐，丰富了各向异性声子极化激元研究的范德华体系，在微纳光学领域具有重要应用前景。

原子工程调控面内各向异性声子极化激元

该工作与中科院福建物质结构研究所合作完成，李培宁教授和赵三根研究员为通讯作者，华中科技大学博士生孙甜和物构所副研究员陈闰堃为共同第一作者。该工作得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金和武汉光电国家研究中心创新基金的资助。

论文链接：
https://www.nature.com/articles/s41565-024-01628-y

审核编辑：刘清