极化子是电磁波与带电粒子或给定材料原子晶格振动的耦合激发。它们被广泛应用于纳米光子学,因为它们能够将光限制在纳米级的极小体积内,这对于增强光与物质的相互作用至关重要。
二维材料(即厚度仅为一个原子的材料)通常用于此目的,因为它们承载的极化子表现出更极端的限制、更低的能量损失,从而导致比块体材料更长的寿命和更高的可调性。为了更好地控制光限制并进一步增强极化子特性,可以使用称为纳米谐振器的纳米级结构。
此外,当光与纳米谐振器相互作用时,它会激发极化子,极化子以由谐振器的几何形状和材料特性决定的特定频率振荡和共振,从而实现在纳米尺度上对光的精确操控。
虽然使用极化子进行光约束是一种既定做法,但探测它们的方法仍有改进的空间。在过去的几年里,光学测量已成为一种常见的选择,但它们笨重的探测器需要外部设备。
这限制了检测系统的小型化和从测量中获得的信号清晰度(称为信噪比),这反过来又阻碍了极化子特性在这两个特性至关重要的领域(例如分子传感)的应用。
现在,研究人员在《自然通讯》的一篇文章中展示了将二维极化子与检测系统集成到同一二维材料中。集成设备首次实现了二维极化子纳米谐振器的光谱分辨电检测,标志着朝着设备小型化迈出了重要一步。