表面等離激元，在微納光子器件和光子集成、超分辨成像等領域具有廣闊的應用前景。金屬鈉膜的制備是鈉基等離激元器件首先需要解決的問題。28日，記者從南京大學獲悉，該校與北京大學、佐治亞理工學院等研究組合作，利用金屬鈉所具有的低熔點特點，發(fā)展了獨特的液態(tài)金屬旋涂工藝，制成了金屬鈉薄膜，首次揭示了金屬鈉膜的優(yōu)異光波段等離激元特性。在此基礎上，他們研制出的鈉基通訊波段激光器，創(chuàng)造了同類等離激元納米激光器室溫激射的閾值新低。這一成果近日發(fā)表于《自然》雜志。
文章的通訊作者之一、南京大學教授朱嘉介紹，一直以來，由于等離激元激發(fā)有電子振蕩參與，由焦耳熱引起的損耗，成了等離激元器件走向應用的瓶頸。對于微納光子器件及集成芯片來說，尋找光頻段低損耗的金屬材料，成了該領域研究人員多年來努力的目標。
此前，人們一直寄希望于金、銀等貴金屬。但對于大多數器件來說，貴金屬損耗依然較高，再加上貴金屬成本與制備工藝等因素，貴金屬等離激元器件走向應用依然有很大挑戰(zhàn)。
相對而言，以鈉為代表的堿金屬傳輸特性，被認為有可能具有更低的光學損耗。然而，由于金屬鈉活潑的化學性質和嚴苛的制備條件，基于金屬鈉的等離激元器件的實驗探索鮮有報道。
南京大學朱嘉、周林、祝世寧研究團隊與北京大學馬仁敏、佐治亞理工學院蔡文杉等研究組合作，在鈉金屬薄膜和等離激元光子器件研究方面取得了重要突破。
他們利用液態(tài)金屬旋涂工藝，結合可控冷卻技術，成功獲得了高質量的金屬鈉膜及等離激元結構。在此基礎上，他們進一步開發(fā)了鈉基等離激元功能器件。
值得一提的是，得益于有效的封裝保護，該激光器件在正常環(huán)境下6個月后仍保持了良好的工作性能。同時，研究團隊在高溫和高濕環(huán)境下進行了鈉基器件的加速老化實驗，證明了制備的鈉基等離激元器件具有非常好的耐受能力。（來源：科技日報）
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