中外科学家发现“幽灵”极化激元

　　我国科学家为主的一支国际联合科研团队发现一种新的声子激元“幽灵”模式，革新了极化激元领域的教科书定义。相关论文近日由《自然》发表。

　　极化激元是一种存在于材料表界面上的电磁模式，具有“半光子—半声子”的属性，能将光场压缩聚焦至很小尺度，因而可用作集成光子芯片中信息的载体，实现在纳米尺度上的光信息传输和处理。

　　论文通讯作者之一、国家纳米科学中心研究员戴庆介绍，不同种类的极化激元通常被归纳为两类传播模式，即沿着材料界面传播的表面模式和在材料内部传播的体模式。此次研究突破了固有认识，证明在方解石晶体中存在第三种极化激元模式——“幽灵”双曲极化激元。

　　“新模式具有易激发、高限域的特点，这为极化激元的激发提供了新途径，也将为新型红外光子器件的设计带来便利。”戴庆说。

　　研究团队通过理论预测及计算，发现当方解石晶体的光轴和晶体界面存在一定夹角时，就可存在“幽灵”双曲极化激元。同时，团队证明了能够通过改变双折射晶体的光轴朝向，来调节极化激元模式分布。团队预测，除方解石晶体以外，石英、氧化铝等常见的双折射晶体中可能也存在“幽灵”极化激元。

　　极化激元涉及凝聚态物理、微纳光学、材料科学等多学科交叉，也是我国传统优势研究方向之一。研究团队成员来自华中科技大学、国家纳米科学中心、新加坡国立大学和美国纽约州立大学。(董瑞丰)