近日，首都师范大学物理系在站博士后周怡汐与日内瓦大学阿列克谢·库兹曼科（Alexey B. Kuzmenko）教授等人合作，在著名学术期刊《自然通讯》（Nature Communications）以第一作者身份发表题为《铝酸镧/钛酸锶异质结中表面声子极化激元的温度和电学调控》（Thermal and electrostatic tuning of surface phonon-polaritons in LaAlO3/SrTiO3 heterostructures）的合作研究论文。该成果实现了低温下铝酸镧/钛酸锶异质结中声子极化激元的电学精确调控，有助于未来纳米光电器件的小型化和集成化。

声子极化激元是光子与光学声子集体振荡耦合后产生的一种准粒子，具有半光半物质属性，因其极强的光—物相互作用和优异的光场压缩能力，在生物传感、热能调控、亚衍射成像等方面具有广泛的应用潜力。然而，声子极化激元的性质取决于晶体中的本征属性（晶格振动等），故其传播行为极难调控且主要存在于中红外波段，阻碍了其在多领域的应用。研究表明，钛酸锶作为一类典型的钙钛矿氧化物，不仅在中红外至远红外波段宽光谱频率范围内支持声子极化激元模式，且在与其它绝缘氧化物形成的异质结界面处存在二维电子气（性质可电学调控），因此被认为是一种很有潜力的声子极化激元材料。

本文首次在低温（15 开尔文）下实现了钛酸锶（图1）和铝酸镧/钛酸锶异质结中长程传播声子极化激元的实空间成像。在此基础上，研究人员进一步实现了声子极化激元起始频率的温度和电学调控，揭示了背后的物理机制（分别源于异质结界面处产生的二维电子气中电子-声子相互作用和载流子浓度的变化）。该工作证明了氧化物界面可作为一种连接传统电子学和纳米光子学的新平台，为纳米尺度电光调制和纳米光电器件设计制备提供了思路。与此同时，本工作中开发的双边界干涉测量法有效解决了此前近场光学成像实验中普遍存在的照明光源几何尺寸不确定的问题。

近年来，首都师范大学通过实施招收师资博后等政策，不断加强青年教师人才队伍的培养建设，鼓励国际国内高质量合作，加强学科交叉融合，为提高学校整体科研水平及国际学术影响力继续努力。

论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-43464-z

（来源：物理系、人事处；作者：李志鹏、孙瑞；值班编辑：王艺洁、刘新华、蒋天泽、梅蓝滋；责任编辑：哈婧琦）