等离激元是极化激元的一种，它是由入射光激起的沿材料概况传布的光子和电子夹杂谐振的电磁模式，也是纳米光子学材猜中具有的一种怪异的物理现象。它可以或许冲破衍射极限，从而无望实现纳米级片内互联。与保守的金、银等金属材料比拟，新型二维材料石墨烯具有单原子层的厚度、狄拉克电子特征和高载流子迁徙率的特点，其撑持的等离激元具有更高的波长紧缩比和静电可调的劣势，是以成为最近几年来研究的热门。2011年初次尝试不雅测以来，石墨烯等离激元已在纳米波导、电调激光器和份子传感器等标的目的展现庞大利用潜力。

　　但是，石墨烯二维材料的特征使其对四周的介质情况非常敏感，诸多身分使其传输机能遭到影响，障碍其进一步利用在光电集成器件。研究注解，除本身的热声子散射，基底的杂质、堆积电荷散射，声子散射，和介电情况的极化城市对石墨烯等离激元发生消耗，下降其质量因子和传输距离。若何冲破介电情况对等离激元的机能限制，实现高质量、长传输的石墨烯等离激元机能，已成为石墨烯等离激元迈向功能化利用成长中火急需要处理的要害问题。

　　近日，中国科学院国度纳米科学中间戴庆研究员团队与其他研究人员合作，进一步在悬空石墨烯布局取得高质量的本征等离激元，处理了基底引入的额外消耗和限制调控等问题。相干研究功效颁发在《天然·通信》上。

　　研究发觉，悬空石墨烯供给了纯净的等离激元情况，其质量因子高达33，对应的传输距离跨越3微米。这是今朝报导的室温下石墨烯等离激元具有的最高传输机能记实，对照划一前提下氧化硅基底上的石墨烯等离激元机能晋升一个数目级以上。

　　另外，该工作发觉悬空高度可作为新型等离激元原位调制手段，可显著调理等离激元波长、传输距离和群/相速度等机能。科研团队操纵这类调控劣势，开辟出一种新型等离激元开关器件，其电磁能流开关比高达14。得益在石墨烯的电学可调性质，这类新型等离激元开关能够经由过程栅极电压进行调控。

　　悬空石墨烯等离激元兼具长传输距离、高可调谐性和可控的能量传输的优良机能，这为其未来在消息光子器件中的诸多利用奠基了杰出的根本。悬空布局也为摸索其他范德华材料撑持的极化激元供给了新平台，如声子极化波、激子极化波和磁极化波等。探讨悬空二维材料丰硕极化激元的根基性质和利用机能的调控纪律，可以或许避免基底的各类散射和极化影响，从而连结其本征的物理性质和高质量的传输机能，并为未来修建新型纳米光子学器件供给新的思绪和选择。