表面等离激元，在微纳光子器件和光子集成、超分辨成像等领域具有广阔的应用前景。金属钠膜的制备是钠基等离激元器件首先需要解决的问题。28日，记者从南京大学获悉，该校与北京大学、佐治亚理工学院等研究组合作，利用金属钠所具有的低熔点特点，发展了独特的液态金属旋涂工艺，制成了金属钠薄膜，首次揭示了金属钠膜的优异光波段等离激元特性。在此基础上，他们研制出的钠基通讯波段激光器，创造了同类等离激元纳米激光器室温激射的阈值新低。这一成果近日发表于《自然》杂志。

 

    文章的通讯作者之一、南京大学教授朱嘉介绍，一直以来，由于等离激元激发有电子振荡参与，由焦耳热引起的损耗，成了等离激元器件走向应用的瓶颈。对于微纳光子器件及集成芯片来说，寻找光频段低损耗的金属材料，成了该领域研究人员多年来努力的目标。

 

    此前，人们一直寄希望于金、银等贵金属。但对于大多数器件来说，贵金属损耗依然较高，再加上贵金属成本与制备工艺等因素，贵金属等离激元器件走向应用依然有很大挑战。

 

    相对而言，以钠为代表的碱金属传输特性，被认为有可能具有更低的光学损耗。然而，由于金属钠活泼的化学性质和严苛的制备条件，基于金属钠的等离激元器件的实验探索鲜有报道。

 

    南京大学朱嘉、周林、祝世宁研究团队与北京大学马仁敏、佐治亚理工学院蔡文杉等研究组合作，在钠金属薄膜和等离激元光子器件研究方面取得了重要突破。

 

    他们利用液态金属旋涂工艺，结合可控冷却技术，成功获得了高质量的金属钠膜及等离激元结构。在此基础上，他们进一步开发了钠基等离激元功能器件。

 

    值得一提的是，得益于有效的封装保护，该激光器件在正常环境下6个月后仍保持了良好的工作性能。同时，研究团队在高温和高湿环境下进行了钠基器件的加速老化实验，证明了制备的钠基等离激元器件具有非常好的耐受能力。（来源：科技日报）