红外光谱与显微成像团队

2.二维材料及其异质结中光和物质相互作用

（1）二维材料在从红外-THz到可见宽的波段上与光有着强烈的相互作用，其丰富的电子态为外场调控也提供了有利的条件。利用光谱技术，研究其中激子，极化子，声子，电荷传递，各向异性光学性质等电子和光学现象，以及应力，温度、电场、磁场等导致的结构和电子结构的演变和相变，实现对其物性的调控。

1. （2）二维材料极化激元：纳米尺度上光捕获和操控。电偶极子在光激发下，与光子相互作用产生杂化的准粒子——极化激元，例如红外激活光学声子与光子作用产生声子极化激元，半导体中的激子与光子作用产生激子极化激元，电荷集体振荡与光子作用产生等离子体极化激元。这些极化激元模式可以用极化激元波长和隐失场传播长度来描述，两者都小于自由空间的波长。这将在界面处呈现极大的局域电磁波态密度，导致强烈的光与物质相互作用。因此，极化激元提供了一种在小于衍射限制尺度上限制和操纵光的方法。二维材料的出现使得在原子层厚度材料中极化激元实现和成像成为可能，产生新的量子现象和纳米光子学应用。先进的近场光学纳米谱学和成像技术使人们能够产生极化波并对其可视化。