據(jù)最新一期《自然》雜志報(bào)道,，美國紐約市立大學(xué)研究人員在創(chuàng)造新型光熱材料方面邁出重要一步：他們首次實(shí)現(xiàn)了一種利用電流激發(fā)聲子極化激元的新機(jī)制,，為開發(fā)更低成本,、更小巧的長波紅外光源和更高效的冷卻設(shè)備開辟了新途徑,。

　　人們常?？鄲?，手機(jī)用久了就發(fā)燙,，未來這一問題有望解決,，并且手機(jī)還有望內(nèi)置微小傳感器，以超高靈敏度和精確度識(shí)別危險(xiǎn)化學(xué)品或污染物,。

　　聲子極化激元是一種獨(dú)特的電磁波,，當(dāng)光與材料晶格結(jié)構(gòu)中的振動(dòng)相互作用時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生這種波,。它具有許多獨(dú)特性質(zhì),，例如能將長波紅外光的能量集中到極小的體積內(nèi)，甚至小到幾十納米,，還能形成高效熱傳導(dǎo)通道,。這種“光熱雙優(yōu)”的屬性使其成為亞波長成像、分子傳感器,、電子器件內(nèi)熱管理等應(yīng)用的理想選擇,。

　　此次發(fā)現(xiàn)的關(guān)鍵在于，研究團(tuán)隊(duì)將單層石墨烯嵌在兩塊六方氮化硼（hBN）之間，構(gòu)建出一種“三明治”結(jié)構(gòu),。hBN中的雙曲聲子極化激元（HPhP）如同在材料內(nèi)部反復(fù)折射的光線,，與石墨烯中高速移動(dòng)的電子發(fā)生強(qiáng)烈碰撞。電子與HPhP碰撞時(shí),，會(huì)將多余的能量轉(zhuǎn)移給HPhP,，而HPhP會(huì)迅速將熱量擴(kuò)散到更大的區(qū)域。

　　實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),，僅施加1伏特/微米的微弱電場,，石墨烯中的電子就如同被注入能量的賽跑選手，能與HPhP發(fā)生高效散射,，這凸顯了HPhP電致發(fā)光的效率,。該研究首次實(shí)驗(yàn)證明，僅通過電學(xué)方法就能激發(fā)聲子極化激元,。

　　研究還揭示了HPhP電致發(fā)光背后有趣的物理原理,。當(dāng)石墨烯中的電子濃度較低時(shí)，HPhP以帶間躍遷形式發(fā)射,。然而,，在較高的電子濃度下，HPhP發(fā)射則通過石墨烯中的帶間躍遷和帶內(nèi)切倫科夫輻射同時(shí)進(jìn)行,。

　　實(shí)現(xiàn)聲子極化激元的電致發(fā)光,，不僅為開發(fā)納米級(jí)長波紅外或太赫茲光源開辟了新途徑，還為能源應(yīng)用帶來了新機(jī)遇,。從下一代分子傳感到改進(jìn)電子設(shè)備的熱管理,，這一創(chuàng)新有望為節(jié)能緊湊型技術(shù)帶來變革。（記者張佳欣）

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