2018年2月，西班牙Rainer Hillenbrand教授在《Science》上發(fa)表了題為：Infrared hyperbolic metasurface based on nanostructured van der Waals materials的(de)(de)全文文章，發(fa)現(xian)納(na)米范(fan)德瓦(wa)爾斯材料上的(de)(de)紅(hong)(hong)外雙曲變面特性，在紅(hong)(hong)外可變平臺(tai)設備的(de)(de)開發(fa)中取得重要進展。

文章中(zhong)Hillenbrand團隊(dui)利用(yong)超高分辨散射(she)式近場(chang)光學顯微(wei)鏡neaSNOM，對(dui)納米(mi)級氮化硼(peng)薄膜表面進行(xing)了(le)精細掃(sao)描。該類型薄膜表面一(yi)般具有光學超表面特(te)性，同時(shi)可(ke)以支(zhi)持深度亞波(bo)長尺度的(de)(de)聲(sheng)子極(ji)化激元。研究者在(zai)(zai)在(zai)(zai)這(zhe)樣(yang)的(de)(de)納米(mi)結(jie)構基礎上，通過neaSNOM優于10nm空間分辨率(lv)的(de)(de)光譜和近場(chang)光學圖(tu)(tu)(tu)像觀測到(dao)了(le)發散極(ji)化子束的(de)(de)不規則波(bo)前(qian)，如下(xia)圖(tu)(tu)(tu)所示(shi)。圖(tu)(tu)(tu)1 A為(wei)(wei)該項工作(zuo)的(de)(de)原理示(shi)意，圖(tu)(tu)(tu)1 B為(wei)(wei)該結(jie)構的(de)(de)形貌表征；圖(tu)(tu)(tu)1 C、D為(wei)(wei)近場(chang)強度信(xin)號在(zai)(zai)該結(jie)構中(zhong)的(de)(de)納米(mi)成像并分辨對(dui)應HMS(實線(xian))及hBN（虛線(xian)）結(jie)果。這(zhe)些表征結(jie)果精確描述了(le)hBN光柵功(gong)能面內的(de)(de)HMS。

該(gai)工(gong)作在光學(xue)(xue)超表(biao)面光學(xue)(xue)性質(zhi)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)，對于控制(zhi)材料(liao)的(de)等離子體極化激元有(you)著突出的(de)意義(yi)，其(qi)中利用到(dao)一種獨(du)特的(de)相位和(he)振幅信號分離技術(shu)，這種技術(shu)是超高(gao)分辨散射(she)式近(jin)場(chang)光學(xue)(xue)顯微(wei)鏡neaSNOM專利申(shen)請，如下圖，HMS-PHPs的(de)波前(qian)成像結果顯示其(qi)發散極化子束的(de)不規則波前(qian)，是雙曲(qu)極化子的(de)重要特征(zheng)。近(jin)場(chang)增強和(he)限(xian)制(zhi)可以有(you)效操(cao)縱交換表(biao)面發射(she)的(de)熱輻(fu)射(she)。該(gai)項(xiang)研(yan)(yan)究(jiu)成果揭(jie)示了各向異(yi)性材料(liao)中極化基(ji)元的(de)不規則波前(qian)，與此同時，該(gai)類型(xing)納(na)米(mi)結構尺寸的(de)范(fan)德華材料(liao)擁有(you)優(you)異(yi)的(de)雙曲(qu)線性質(zhi)，使得(de)紅外可變平臺設(she)備的(de)開(kai)發在未來(lai)的(de)研(yan)(yan)究(jiu)中將進一步成為可能(neng)。

★ 科普(pu)小知識 ★

neaSNOM是德(de)國neaspec公司推(tui)出的(de)第三代散(san)射(she)式近場(chang)光(guang)學(xue)(xue)顯微(wei)鏡（簡稱s-SNOM），其(qi)采用了專利化的(de)散(san)射(she)式核心設計技術，極(ji)大的(de)提(ti)高了光(guang)學(xue)(xue)分辨率(lv)，并(bing)且不依(yi)賴于入射(she)激光(guang)的(de)波(bo)長，能夠在可(ke)見、紅(hong)外和(he)太赫茲光(guang)譜范圍內(nei)，提(ti)供優于10nm空間分辨率(lv)的(de)光(guang)譜和(he)近場(chang)光(guang)學(xue)(xue)圖像(xiang)。由于其(qi)高度的(de)可(ke)靠性和(he)可(ke)重復性，neaSNOM業已成為納(na)米光(guang)學(xue)(xue)領域熱點研(yan)究方向(xiang)(xiang)的(de)首選科(ke)研(yan)設備(bei)，在等(deng)離基元、納(na)米FTIR和(he)太赫茲等(deng)眾多研(yan)究方向(xiang)(xiang)得到(dao)了許多重要(yao)科(ke)研(yan)成果。

★ 超高分辨(bian)成像(xiang)技術的諸多(duo)特點，你知道嗎？ ★

◆  neaSNOM是(shi)目(mu)前世界上唯一成熟的(de)s-SNOM成像產(chan)品

◆  專利(li)保護(hu)的散射(she)式近(jin)場光學測量技術——獨有的極高10 nm空間(jian)分辨率

◆  專利的高階解調背景壓縮技術——在獲得10nm空間(jian)分辨率的同(tong)時保(bao)持(chi)極高的信噪比(bi)

◆  專利保(bao)護的干涉式近場(chang)信號探測單元

◆  專(zhuan)利的贗外(wai)差干涉式探測技術——能(neng)夠獲得對(dui)近場信號強度和(he)相位(wei)的同步(bu)成(cheng)像

◆  專(zhuan)利保護的反射式光(guang)學系統(tong) ——用(yong)于寬波(bo)長范圍的光(guang)源(yuan)：可見、紅(hong)外以至太赫茲

◆  高(gao)穩定性(xing)的AFM系統，——同時(shi)優化了(le)納米尺(chi)度下光學測量

◆  雙光(guang)(guang)束設計——極高的光(guang)(guang)學接(jie)入(ru)角：水平(ping)方(fang)向(xiang)180°，垂直方(fang)向(xiang)60°

◆  操作和樣品準備簡單 ——僅需要常規的AFM樣品準備過程