<h1類"pgc-h-arrow-right">指南</h1>
表面等尺度激發是由自由電荷和電磁波耦合形成的集體電磁振蕩模式，可以在納米尺度上操縱光與物質之間的互相作用。等腰擠壓件在不同金屬結構中的分散模式取決于其空間尺寸，并在基礎實體學和應用技術中進行了研究。加州大學伯克利分校的王晟和他的導師王峰及其合作者最近報道了無序的外泌體，例如由一維碳納米管和二維石墨烯形成的雜交維範德韋特異質結構中的雜質。金屬碳納米管媒體離體激發具有與傳統等體激發非常不同的量子特性，并且其等腰激發性質與載流子密度無關，是以它們不能受栅極電壓的調節。相比之下，碳納米管/石墨烯非均質結構中的等激電池波長可以通過栅極電壓連續調節，調節範圍高達75%，同時保持了一維系統中中離散激發超空間壓縮和低損耗的優異特性。這表明，混合維範德瓦德非均質結構可以實作具有多種功能的電調節等層擠出機納米組分。研究結果發表在國際期刊《自然通訊》上。
第一作者：王勝，石在佝，趙思涵，伯克利
通訊撰稿人：王晟、石在佘、王峰、伯克利
<h1類"pgc-h-arrow-right">研究的背景</h1>
表面等尺度激發是由自由荷和電磁波耦合形成的集體振蕩模式，可以在超出衍射極限的納米尺度上調節光與物質之間的互相作用。物質系統的空間次元對等外泌體外泌體的性質有深遠的影響。在碳納米管等一維材料中，電子之間的強相關性形成呂廷格液體，進而在一維呂廷格液體體系中産生特殊的量子和其他外泌體激發特性。在金屬碳納米管中，等尺度激發結合了非色散傳播速度、深亞波長局部區域、低損耗等優良特性，但由于系統中的量子等尺度激發不随載流子的濃度而變化，是以無法通過栅極電壓進行調節。封裝在氮化硼2D薄膜中的2D石墨烯中的等勵磁激發可以通過栅極電壓很好地調節。不同次元材料之間等體激發的耦合可以極大地改變同構體激發的分散性并顯示出新的性能，然而，這種混合維材料中的等腰激發模式尚未被檢測到。
<h1級"pgc-h-右箭頭">創新研究</h1>
針對這一點，加州大學伯克利分校的王晟及其導師王峰及其合作者設計并制備了碳納米管/氮化硼/石墨烯雜化維的範德韋特非均相結構，研究了碳納米管等離散型材與石墨烯等外體擠出物在雜交維異構結構中的強耦合。亮點如下：
突出顯示 1.利用基于溫控粘性塑膠薄膜的幹法轉移堆疊技術，以受控方式成功制備了幹淨的碳納米管/氮化硼/石墨烯雜化維異質結構，并利用靈敏度極高的掃描近場光學顯微鏡系統地研究了體系中雜質等的離散激發模型。
圖1：碳納米管（SWNT）/氮化硼（h-BN）/石墨烯（石墨烯）雜化尺寸的媒體電離層擠出的紅外納米成像。
sWNT/h-BN/石墨烯非均質結構的中體外擠出的紅外納米成像圖.基于溫控粘性塑膠薄膜的幹式轉移堆疊技術實作了混合尺寸異質結構的設計，采用SWNT/頂部h-BN/石墨烯/底部h-BN/SiO2/SiO2/Si的自上而下的布局，石墨烯載流子密度可通過施加的栅極電壓Vg連續調節。對于基于掃描近場光學顯微鏡的紅外納米成像，使用波長為10.6 m的紅外雷射照射原子力顯微鏡的針尖并從尖端收集彈性散射光。b 石墨烯和頂部h-BN層的邊界分别用黑色和綠色虛線勾勒出輪廓。石墨烯與頂部h-BN和頂部的碳納米管（光學上不可見）之間的重疊面積形成了SWNT/h-BN/石墨烯非均相結構。c、d 異質結構代表區域的高度圖像和相應的近場圖像。c中的M1和M2是金屬碳納米管，由于同構體激發的激發，它們在近場圖像中具有明亮的對比度，而c中的S是半導體碳納米管，由于缺乏自由電子，其近場響應可以忽略不計。
突出顯示2。石墨烯媒體激發的波長通過栅極電壓電控進行調節，以比對金屬碳納米管的媒體離體激發波長，進而實作兩個等腰激發模式的強耦合。強耦合與碳納米管等遮陽闆擠出的深亞波長局部區域和低損耗的特點相結合，以及石墨烯等體外擠出的可控性能。這些特性很難将單個系統的中體内激發相結合，是以這種混合次元和其他體内激發系統可以實作各種優異性能的組合的電可調納米光學器件。
圖2：可由碳納米管（SWNT）/氮化硼（h-BN）/石墨烯非均相中的栅極電壓調節的等激勵激勵。
a 長SWNT M1的高度圖像。b - i SWNT M1在40至-100 V不同栅極電壓下的相應近場圖像。平行于碳納米管的雙條紋來自針尖與碳納米管（例如石墨烯）的激發之間的幹涉以及其他激發波。随着栅極電壓的增加，雙條紋變得更加明顯和分離。這一演變表明，石墨烯載流子的密度和相應的外泌體激發，如石墨烯，可以通過施加的栅極電壓連續調節。可以清楚地觀察到碳納米管末端附近的顯着近場信号振蕩，并且它們敏感地依賴于栅極電壓。等腰胸腺胸腺p等于近場圖像中振蕩周期的兩倍，用白色雙箭頭（d和i）标記，并且随着栅極電壓遠離0V而變長。SWNT M2在40至-120 V的各種栅極電壓下的k - s SWNT M2的近場圖像充當外泌體激發（如Fabri-Perot）的納米卡布，其中傳播的同構體激發在納米相機腔的兩端來回反射并産生集體響應。從m-s開始，波腹的數量從7個減少到4個，并且等體足類波自由基調節達到約75%。
引用
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[2] Wang，Sheng等人"半導體單壁碳納米管中的非線性Luttinger液體等離子體"。自然材料 19， 986-991 （2020）.
https://doi.org/10.1038/s41563-020-0652-5
而這篇公開排名第一的上一篇文章《半導體碳納米管等外泌體擠出物中的非線性拉氏液體》。"
[3] Wang， Sheng， et al. "一維 Luttinger 液體等離子體的對數直徑縮放和載流子密度獨立性"。納米電報 4， 2360-2365 （2019）：2360-2365.
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b05031
[4] Wang， Sheng， et al. "金屬碳納米管納米腔作為超緊湊和低損耗的法布裡-珀羅等離子體諧振器"。納米字母4，2695-2702（2020）。
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.0c00315
和這篇公開文章"NanoLett.：金屬碳納米管納米電池納米電池：超緊湊和低損耗的法布裡 - 珀羅和其他可激發諧振器"。
文章連結
https://doi.org/10.1038/s41467-021-25269-0
本文轉載自：
https://mp.weixin.qq.com/s/4e2wo8OnMiGt6WADQ_4AXw
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