应用纳米尺度傅立叶红外光谱分析二维材料结构

采访Kourosh Kalantar Zadeh教授，讨论基于s-SNOM的纳米FTIR光谱在研究声子极化中未知特征方面的应用。

为什么研究二维材料中的声子极化子是一个令人兴奋的研究领域？欧洲杯足球竞彩

声子极化是由自由空间光子的相互作用和极性晶体的晶格振动引起的。通过研究二维材料中的声子极化，人们可以理解这种基本的光-物质相互作用，并探索在小空间维度控制光的可能性，这可能导致各种应用，包括超分辨率成像、慢光和其他纳米极化应用。到目前为止，研究人员已经观察到声子极化子在六角氮化硼（hBN）、碳化硅（SiC欧洲杯足球竞彩）和α-三氧化钼（α-MoO）等材料中的传播_3.）.我们还需要探索更多的欧洲杯足球竞彩材料，希望能找到一种具有超长声子极化传播的神奇材料，从而改变光子学的未来。

你的最新研究突出了新的发现。你能更详细地描述一下这些发现吗?

我们的最新研究成果集中于近场振幅谱的边界诱导特征。我们使用了Bruker散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）配备高功率红外激光器。通过对采集的近场振幅信号进行傅里叶变换，可以获得近场振幅谱。我们发现，悬浮边界附近的振幅谱显示出随距离边界的距离而演化的辅助特征。

这些结论有助于实现哪些先进的纳米光子应用？

我们的研究成果有助于利用无损光学方法检测纳米尺度的边界和缺陷。这些特性定义了以前未见过的材料的振动特性，可用于创造未来非凡的电子和光子器件。欧洲杯足球竞彩

为什么选择研究六方氮化硼，而不是石墨烯?

之所以选择hBN晶体，是因为它是研究最广泛的支持声子极化子传播的极性晶体。相比之下，石墨烯是一种支持等离子体极化子的半金属。与等离子体极化子相比，声子具有高的态密度、强的电场约束和较低的损耗。

图片来源:伤风/ ogwen

为什么选择使用纳米级傅里叶变换红外光谱来研究声子极化子?2D材料的技术有什么独特之处?欧洲杯足球竞彩

以往，s-SNOM成像主要用于声子极化子传播的直接成像。然而，由于我们拥有强大的红外激光，我们第一次能够获得高信噪比的近场振幅谱。通过分析这些光谱，我们意识到边界可以引入辅助特征。这项技术的独特之处在于，它为我们研究边界声子极化提供了另一种视角。此外，该技术具有更宽的波数范围670至4000厘米^-1与s-SNOM成像波数(通常为900至1800厘米)相比^-1）.

边界对极化子的行为有什么影响?

边界可以在近场振幅谱中引入辅助特征。从成像角度看，它们是声子偏振子的源或反射体。这些特性可以潜在地用于理解电子和光子在边界的传播，有助于创造低能量技术，如拓扑绝缘体。

你为什么在你的研究中使用布鲁克纳米ir3 -s系统?这个工具有什么好处?

Bruker nanoIR3-s系统在非常宽的光谱范围内进行s-SNOM成像和纳米级FTIR光谱分析的能力非常出色。该系统配备了两种最先进的激光器，用于成像的量子级联激光器和用于光谱学的纳米ir3 -s宽带卡米纳激光器。此外，它还具有机械检测纳米材料在红外激光照射下的热膨胀的能力。欧洲杯足球竞彩

在你对极化子和其他2D材料的研究中，下一步是什么？欧洲杯足球竞彩

下一步，我们计划发展一个模型来解释声子极化子的光谱特征。与此同时，我们将继续探索其他支持声子极化的极性物质。欧洲杯足球竞彩我们还打算研究边界表征在发展先进的光子和电子器件中的未来用途。

读者在哪里可以找到更多的信息?

杨，J.，等(2020)。散射型近场傅里叶变换红外光谱的边界诱导辅助特征。ACS纳米。DOI: 10.1021 / acsnano.9b08895．

了解更多关于nanoIR3-s宽带的信息:https://www.bruker.com/products/surface-and-dimensional-analysis/nanoscale-infrared-spectrometers.html

关于库罗什·卡兰塔尔-扎德教授

Kourosh Kalantar Zadeh是澳大利亚悉尼新南威尔士大学的化学工程教授，也是澳大利亚研究理事会的桂冠成员。他共撰写了425篇研究论文和评论。Kalantar Zadeh教授是当今包括应用材料在内的几家期刊的编辑委员会的成员。，ACS应用纳米材料、ACS传感器、先进材料技术、纳米微信和ACS纳米。他因在传感器、二维材料和液态金属方面的工作而获得国际认可。他是2017年IEEE传感器理事会成就奖和2018年ACS测量科欧洲杯猜球平台学进步演讲奖的获得者。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球

关于杨炯博士

joong Yang博士是澳大利亚悉尼新南威尔士大学(UNSW)的博士后研究员，由Kourosh Kalantar-Zadeh教授指导。在加入新南威尔士大学之前，他在澳大利亚国立大学获得博士学位。他已经发表了30多篇被高度引用的同行评议的期刊论文和关于二维半导体特性和器件制造的书籍章节。他的研究兴趣包括二维半导体、液态金属、纳米制造、纳米光子学和光电子应用。