表面等離激元，在微納光子器件和光子集成、超分辨成像等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。金屬鈉膜的制備是鈉基等離激元器件首先需要解決的問(wèn)題。28日，記者從南京大學(xué)獲悉，該校與北京大學(xué)、佐治亞理工學(xué)院等研究組合作，利用金屬鈉所具有的低熔點(diǎn)特點(diǎn)，發(fā)展了獨(dú)特的液態(tài)金屬旋涂工藝，制成了金屬鈉薄膜，首次揭示了金屬鈉膜的優(yōu)異光波段等離激元特性。在此基礎(chǔ)上，他們研制出的鈉基通訊波段激光器，創(chuàng)造了同類(lèi)等離激元納米激光器室溫激射的閾值新低。這一成果近日發(fā)表于《自然》雜志。

文章的通訊作者之一、南京大學(xué)教授朱嘉介紹，一直以來(lái)，由于等離激元激發(fā)有電子振蕩參與，由焦耳熱引起的損耗，成了等離激元器件走向應(yīng)用的瓶頸。對(duì)于微納光子器件及集成芯片來(lái)說(shuō)，尋找光頻段低損耗的金屬材料，成了該領(lǐng)域研究人員多年來(lái)努力的目標(biāo)。

此前，人們一直寄希望于金、銀等貴金屬。但對(duì)于大多數(shù)器件來(lái)說(shuō)，貴金屬損耗依然較高，再加上貴金屬成本與制備工藝等因素，貴金屬等離激元器件走向應(yīng)用依然有很大挑戰(zhàn)。

相對(duì)而言，以鈉為代表的堿金屬傳輸特性，被認(rèn)為有可能具有更低的光學(xué)損耗。然而，由于金屬鈉活潑的化學(xué)性質(zhì)和嚴(yán)苛的制備條件，基于金屬鈉的等離激元器件的實(shí)驗(yàn)探索鮮有報(bào)道。

南京大學(xué)朱嘉、周林、祝世寧研究團(tuán)隊(duì)與北京大學(xué)馬仁敏、佐治亞理工學(xué)院蔡文杉等研究組合作，在鈉金屬薄膜和等離激元光子器件研究方面取得了重要突破。

他們利用液態(tài)金屬旋涂工藝，結(jié)合可控冷卻技術(shù)，成功獲得了高質(zhì)量的金屬鈉膜及等離激元結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，他們進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了鈉基等離激元功能器件。

值得一提的是，得益于有效的封裝保護(hù)，該激光器件在正常環(huán)境下6個(gè)月后仍保持了良好的工作性能。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)在高溫和高濕環(huán)境下進(jìn)行了鈉基器件的加速老化實(shí)驗(yàn)，證明了制備的鈉基等離激元器件具有非常好的耐受能力。