利用同步辐射红外纳米光谱技术探测二维材料中的极化激元

摘要： 极化激元是由光子与电偶极或磁偶极耦合形成的准粒子，是范德瓦尔斯（vdW）晶体及其衍生二维材料纳米光子学研究的主要焦点。对于现有的各类vdW材料，极化激元可在电磁波谱的宽频范围（毫电子伏特至电子伏特）内活跃，并展现出远高于对应自由空间辐射的动量。因此，必须使用高动量宽带光源或探测器来激发这些准粒子，并测量能揭示极化激元动力学特性的频率-动量色散关系。同步辐射红外纳米光谱技术（SINS）将散射式扫描近场光学显微镜的纳米级空间分辨率与超宽带同步辐射红外辐射相结合，非常适合探测和表征各类vdW极化激元。本文综述了SINS技术在研究vdW及二维晶体中远红外和中红外等离子体极化激元与声子极化激元关键光学特性方面取得的进展。在此基础上全面介绍了SINS技术，并展示了如何针对包括六方氮化硼（hBN）、二硫化钼（MoS2）、石墨烯及二维异质结构在内的多种原子级薄层体系获取基本极化激元特性。