纳米技术：来自研究人员的重点发现，石墨烯等离子体激元！

氮化硼异质结构中传播等离子体的模拟和观察。图片来源：ICFO。

将光压缩成微小的电路并控制其电流是一个圣杯，由于石墨烯的发现，它已成为一种现实的情景。这种诱人的成就是通过利用所谓的等离子体来实现的，其中电子和光作为一个相干波一起移动。由石墨烯引导的等离子体 - 一种二维碳原子片 - 非常引人注目，因为它们可以被限制在纳米级的长度范围内，比光的波长低两百倍。迄今为止的一个重要障碍是这些等离子体经历的能量迅速丧失，限制了它们可以行进的范围。

如ICFO（巴塞罗那）的研究人员与CIC nanoGUNE（圣塞巴斯蒂安），CNR / Scuola Normale Superiore（比萨），欧盟石墨烯旗舰店和哥伦比亚大学的所有成员合作，这个问题现已得到解决。纽约）。

自石墨烯发现以来，许多其他二维材料已在实验室中被分离出来。一个例子是氮化硼，一种非常好的绝缘体。这两种独特的二维材料的组合为寻求控制微小电路中的光和抑制损耗提供了解决方案。当石墨烯封装在氮化硼中时，即使在室温下，电子也可以弹性地移动长距离而不会散射。该研究现在表明，石墨烯/ 氮化硼材料系统也是极其强烈限制光和抑制等离子体损失的优良主体。

ICFO教授Frank Koppens评论说：“我们使光线移动速度比光速慢150倍，而且长度比光线波长小150倍以上是非常值得注意的。结合全电子控制能力纳米级光学电路，可以为应用设想非常令人兴奋的机会。“

由博士生Achim Woessner（ICFO）和Yuando Gao（哥伦比亚大学）和博士后研究员Mark Lundeberg（ICFO）开展的这项研究，正是基于不同种类的新异构结构纳米光电子特性的一系列发现的开始。二维材料。材料异质结构最早由哥伦比亚大学的研究人员发现。James Hone教授评论说：“氮化硼已被证明是石墨烯的理想'伙伴'，这种惊人的材料组合在许多领域的出色表现继续让我们感到惊讶”。

氮化硼异质结构中传播等离子体的模拟和观察。图片来源：ICFO。

来自CIC nanoGUNE的Rainer Hillenbrand教授评论说：“现在我们可以挤压光线，同时通过纳米材料在相当长的距离内传播。未来，低损耗的石墨烯等离子体可以使信号处理和计算更快，光学感知效率更高。”

研究小组还进行了理论研究。来自CNR / Scuola Normale Superiore（比萨）和IIT石墨烯实验室（Genova）的Marco Polini提出了一个理论，并与他的合作者一起进行了计算。他解释说，“根据理论，光，电子和材料系统之间的相互作用现在已经得到了很好的理解，即使在完全微观的水平上也是如此。很难找到一种如此清洁的材料，这种理解水平很高是可能的。”

这些发现为极其小型化的光学电路和设备铺平了道路，这些光学电路和设备可用于光学和/或生物传感，信息处理或数据通信。