物理学家提高六边形氮化物中的光学效率
图像显示通过六边形氮化硼（HBN）的薄片进行直接测量的极性子。该材料已被识别为二维材料研究的理想衬底，同时最近也被证明为红外纳米泳道的令人兴奋的光学材料。
由美国海军研究实验室（NRL）领导的物理学家团队已经证明了改善六边形氮化物器件的光学损耗特性和传动效率的方法，实现了非常小的激光和纳米级光学。
“本研究的申请相当广泛，”NRL电子科技科学和技术部门研究物理学家亚历山大J. Giles博士说。“通过将光线限制为非常小的尺寸，纳米光电装置具有用于超高分辨率显微镜的直接应用，太阳能收集，光学计算和有针对性的医疗疗法。”
六边形氮化硼（HBN）形成由硼和氮原子组成的原子薄晶格。最近已经证明了这种材料作为红外纳米液相色谱的激发光学材料，并且被认为是二维材料的“理想基板”。
虽然以前的工作表明，天然HBN支持应用所需的深度次衍生双曲声子，例如亚衍射光学成像（所谓的“超胶凝”），能量转换，化学传感和量子纳米级，有限的传播效率继续坚持。
“我们已经证明，可以通过仔细的极性半导体和介电材料的同位素工程来克服纳米泳池的固有效率限制，”吉尔斯表示。
天然存在的硼由两种同位素，硼-10和硼-11组成，贷款在原子块中均为10％。这种差异导致声子散射引起的大量损失，限制了这种材料的潜在应用。NRL的研究团队已经设计出大于99％的HBN的同位素纯样品，这意味着它们几乎完全由硼-10或硼-11同位素组成。
这种方法导致光学损耗的显着降低，导致光学模式远三倍，远三倍，并且比天然HBN长三倍。这些长寿的振动模式不仅能够立即实现特定于HBN - 近场光学和化学传感 - 而且还为其他材料系统提供了一种战略方法，以利用和建立。
“在纳米级控制和操纵光，副衍射尺寸难以困难且效率低下，”吉尔斯说。“我们的工作代表了下一代材料和设备的新道路。”
出版物：Alexander J. Giles等，“在同位素纯硼氮化物中的”超低损失极化子，“2018年自然材料; DOI：10.1038 / NMAT5047
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