【擦亮暨南金字招牌】理工学院谢伟广教授在范德华氧化物研发及光电应用领域取得突破性进展

发布单位:新闻中心 [2018-11-09 00:00:00] 打印此信息

近日,理工学院物理系光电材料与器件团队谢伟广教授与中山大学许宁生院士、陈焕君教授团队,香港中文大学许建斌教授团队合作,在a-MoO3中红外光场局域领域取得了突破性进展。研究成果以扉页文章发表在Advanced Material 2018, 30, 1705318上(影响因子21.95,图1),随后被Nature、Nature《研究亮点》相继引用报道,肯定了工作的原创性。

图1:Advanced Materials 扉页评述:“ Mid-infrared hyperbolic phonon polaritons are demonstrated on a van der Waals semiconducting layered oxide, α-MoO3, as described in article number 1705318 by Weiguang Xie, Huanjun Chen, Shaozhi Deng, Ningsheng Xu, and co-workers. By using a real-space near-field optical nanoimaging technique, the phonon polaritons are shown to exhibit ultrahigh electromagnetic-field confinement, as well as low damping rates, which can be tuned upon metal-ion intercalation”

二维氧化物材料具有丰富可调的光、电、磁、声等特性而逐渐引起科研人员的重视。谢伟广基于物理气相沉积,开发了二维层状范德华a-MoO3单晶薄膜、少层原子晶体的大面积、量产制备技术(ACS AMI, 9, 5543–5549 (2017))。同时,团队发展了多模态扫描探针原位、实时探测技术,可从纳米尺度精确地建立材料结构、光学和电学特性三者之间的物理图像(ACS Nano, 20, 2663-2670(2016))。基于上述研究,暨南大学、中山大学和香港中文大学合作团队发现a-MoO3在中红外波段具有丰富的光学声子模式,能与中红外电磁场进行有效耦合而激发低损耗的双曲声子极化激元,从而将天然双曲声子极化激元体系推广至半导体材料(图2)。合作团队进一步展示了通过材料厚度、层间原子插层方式实现对声子极化激元进行调控,有效的实现了对极化激元的传播和局域特性的调控。

图1:a-MoO3中红外声极化激元的观察及调控。

研究成果被报道后,苏州大学鲍桥梁教授团队、西班牙Rainer Hillenbrand教授团队合作,在谢伟广团队工作的基础上报道了a-MoO3声极化激元面内的各向异性,并发表在Nature 2018, 562, 557–562。Nature《研究亮点》专栏撰写专门文章对a-MoO3双曲材料声子极化激元研究及潜在应用进行评述和展望,文章对谢伟广团队工作的原创性给予了肯定:“Preliminary investigations of molybdenum trioxide were reported earlier this year and showed the existence of hyperbolicity for longwave infrared light (with wavelengths of 8–14 mm)”

(理工学院)

责编:李伟苗