可调谐低损耗一维InAs纳米线的表面等离激元研究

亚波长下光的调控与操纵对缩小光电器件的体积、能耗、集成度以及响应灵敏度有着重要意义。其中，外场驱动下由电子集体振荡形成的表面等离激元能将光局域在纳米尺度空间中，是实现亚波长光学传播与调控的有效途径之一。然而，表面等离激元技术应用的关键目标是同时实现：①高的空间局域性，②低的传播损耗，③具有可调控性。但是，由于金属表面等离激元空间局域性较小，在长波段损耗较大且无法电学调控限制了其实用化。

可喜的是：近期，由中科院物理所和北京大学组成的研究团队报道了砷化铟（InAs）纳米线作为一种等离激元材料可同时满足以上三个要求。作者利用neaspec公司的近场光学显微镜（neaSNOM, s-SNOM）在纳米尺度对砷化铟纳米线表面等离激元进行近场成像并获得其色散关系。通过改变纳米线的直径以及周围介电环境，实现了对表面等离激元性质的调控，包括其波长、色散、局域因子以及传波损耗等。作者发现InAs纳米线表面等离激元展现出：①制备简易，②高局域性，③低的传波损耗，④具有可调控性，这为用于未来亚波长应用的新型等离子体电路提供了一个新的选择。该工作发表在高水平的Advanced Materials 杂志上。

 InAs纳米线中表面等离激元的红外近场成像研究

a) s-SNOM实验测量示意图；
b) InAs纳米线的AFM形貌图；
c) InAs纳米线的红外（901 cm⁻¹）近场光学成像；
d) 相应的模拟结果；
e) c和d相应区域的界面分析；
f) InAs纳米线的红外（930 cm⁻¹）近场光学成像；
g) InAs纳米线的红外（950 cm⁻¹）近场光学成像；
h) InAs纳米线的红外（930 cm⁻¹）近场光学成像。