納米尺度的光電融合是未來高性能信息器件的重要發展路線。如何在納米到原子尺度對光精準操控是其中最關鍵的科學問題。近期國家納米科學中心的戴慶研究團隊與合作者在納米尺度光電互聯領域研究取得了新突破。相關研究成果北京時間2月10日在國際學術期刊《科學》在線發表。
在這項研究中，科研人員構築了石墨烯和氧化鉬範德華材料的異質結構，實現了一種新型的電調控光子晶體管，並且進一步展示了該晶體管用於調控正負折射轉換功能。該研究充分發揮了不同材料的納米光子學特性，從而突破了傳統結構光學方案，如使用超材料和光子晶體等在波段、損耗、壓縮和調控等多個方面的性能瓶頸。其中，原子層厚的材料為高度壓縮的光學模式提供基礎，範德華堆垛滿足了模式雜化的近場匹配，線性能帶結構提供電柵壓調製的平台。該研究大幅提高了納米尺度光波的精確操控水平，為納米尺度光操控提供新方法，有望應用於光電融合器件與芯片等諸多領域。
極化激元的物理概念最早由我國物理學家於1951年提出，它是一種存在於材料表界面上的電磁模式，能將光場壓縮聚焦至很小尺度，因而可實現在納米尺度上的光信息傳輸和處理。
