<h1类"pgc-h-arrow-right">指南</h1>
表面等尺度激发是由自由电荷和电磁波耦合形成的集体电磁振荡模式，可以在纳米尺度上操纵光与物质之间的相互作用。等腰挤压件在不同金属结构中的分散模式取决于其空间尺寸，并在基础物理学和应用技术中进行了研究。加州大学伯克利分校的王晟和他的导师王峰及其合作者最近报道了无序的外泌体，例如由一维碳纳米管和二维石墨烯形成的杂交维范德韦特异质结构中的杂质。金属碳纳米管介质离体激发具有与传统等体激发非常不同的量子特性，并且其等腰激发性质与载流子密度无关，因此它们不能受栅极电压的调节。相比之下，碳纳米管/石墨烯非均质结构中的等激电池波长可以通过栅极电压连续调节，调节范围高达75%，同时保持了一维系统中中离散激发超空间压缩和低损耗的优异特性。这表明，混合维范德瓦德非均质结构可以实现具有多种功能的电调节等层挤出机纳米组分。研究结果发表在国际期刊《自然通讯》上。
第一作者：王胜，石在佝，赵思涵，伯克利
通讯撰稿人：王晟、石在佘、王峰、伯克利
<h1类"pgc-h-arrow-right">研究的背景</h1>
表面等尺度激发是由自由荷和电磁波耦合形成的集体振荡模式，可以在超出衍射极限的纳米尺度上调节光与物质之间的相互作用。物质系统的空间维度对等外泌体外泌体的性质有深远的影响。在碳纳米管等一维材料中，电子之间的强相关性形成吕廷格液体，从而在一维吕廷格液体体系中产生特殊的量子和其他外泌体激发特性。在金属碳纳米管中，等尺度激发结合了非色散传播速度、深亚波长局部区域、低损耗等优良特性，但由于系统中的量子等尺度激发不随载流子的浓度而变化，因此无法通过栅极电压进行调节。封装在氮化硼2D薄膜中的2D石墨烯中的等励磁激发可以通过栅极电压很好地调节。不同维度材料之间等体激发的耦合可以极大地改变同构体激发的分散性并显示出新的性能，然而，这种混合维材料中的等腰激发模式尚未被检测到。
<h1级"pgc-h-右箭头">创新研究</h1>
针对这一点，加州大学伯克利分校的王晟及其导师王峰及其合作者设计并制备了碳纳米管/氮化硼/石墨烯杂化维的范德韦特非均相结构，研究了碳纳米管等离散型材与石墨烯等外体挤出物在杂交维异构结构中的强耦合。亮点如下：
突出显示 1.利用基于温控粘性塑料薄膜的干法转移堆叠技术，以受控方式成功制备了干净的碳纳米管/氮化硼/石墨烯杂化维异质结构，并利用灵敏度极高的扫描近场光学显微镜系统地研究了体系中杂质等的离散激发模型。
图1：碳纳米管（SWNT）/氮化硼（h-BN）/石墨烯（石墨烯）杂化尺寸的介质电离层挤出的红外纳米成像。
sWNT/h-BN/石墨烯非均质结构的中体外挤出的红外纳米成像图.基于温控粘性塑料薄膜的干式转移堆叠技术实现了混合尺寸异质结构的设计，采用SWNT/顶部h-BN/石墨烯/底部h-BN/SiO2/SiO2/Si的自上而下的布局，石墨烯载流子密度可通过施加的栅极电压Vg连续调节。对于基于扫描近场光学显微镜的红外纳米成像，使用波长为10.6 m的红外激光照射原子力显微镜的针尖并从尖端收集弹性散射光。b 石墨烯和顶部h-BN层的边界分别用黑色和绿色虚线勾勒出轮廓。石墨烯与顶部h-BN和顶部的碳纳米管（光学上不可见）之间的重叠面积形成了SWNT/h-BN/石墨烯非均相结构。c、d 异质结构代表区域的高度图像和相应的近场图像。c中的M1和M2是金属碳纳米管，由于同构体激发的激发，它们在近场图像中具有明亮的对比度，而c中的S是半导体碳纳米管，由于缺乏自由电子，其近场响应可以忽略不计。
突出显示2。石墨烯介质激发的波长通过栅极电压电控进行调节，以匹配金属碳纳米管的介质离体激发波长，从而实现两个等腰激发模式的强耦合。强耦合与碳纳米管等遮阳板挤出的深亚波长局部区域和低损耗的特点相结合，以及石墨烯等体外挤出的可控性能。这些特性很难将单个系统的中体内激发相结合，因此这种混合维度和其他体内激发系统可以实现各种优异性能的组合的电可调纳米光学器件。
图2：可由碳纳米管（SWNT）/氮化硼（h-BN）/石墨烯非均相中的栅极电压调节的等激励激励。
a 长SWNT M1的高度图像。b - i SWNT M1在40至-100 V不同栅极电压下的相应近场图像。平行于碳纳米管的双条纹来自针尖与碳纳米管（例如石墨烯）的激发之间的干涉以及其他激发波。随着栅极电压的增加，双条纹变得更加明显和分离。这一演变表明，石墨烯载流子的密度和相应的外泌体激发，如石墨烯，可以通过施加的栅极电压连续调节。可以清楚地观察到碳纳米管末端附近的显着近场信号振荡，并且它们敏感地依赖于栅极电压。等腰胸腺胸腺p等于近场图像中振荡周期的两倍，用白色双箭头（d和i）标记，并且随着栅极电压远离0V而变长。SWNT M2在40至-120 V的各种栅极电压下的k - s SWNT M2的近场图像充当外泌体激发（如Fabri-Perot）的纳米卡布，其中传播的同构体激发在纳米相机腔的两端来回反射并产生集体响应。从m-s开始，波腹的数量从7个减少到4个，并且等体足类波自由基调节达到约75%。
引用
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[2] Wang，Sheng等人"半导体单壁碳纳米管中的非线性Luttinger液体等离子体"。自然材料 19， 986-991 （2020）.
https://doi.org/10.1038/s41563-020-0652-5
而这篇公开排名第一的上一篇文章《半导体碳纳米管等外泌体挤出物中的非线性拉氏液体》。"
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https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.8b05031
[4] Wang， Sheng， et al. "金属碳纳米管纳米腔作为超紧凑和低损耗的法布里-珀罗等离子体谐振器"。纳米字母4，2695-2702（2020）。
https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.0c00315
和这篇公开文章"NanoLett.：金属碳纳米管纳米电池纳米电池：超紧凑和低损耗的法布里 - 珀罗和其他可激发谐振器"。
文章链接
https://doi.org/10.1038/s41467-021-25269-0
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