北大方哲宇-朱星課題組在Chemical Reviews上發表近場光學微區光譜研究綜述

2016年12月8日，beat365官方网站方哲宇、朱星及南京大學張偉華聯名應邀在國際著名期刊Chemical Reviews 發表了題為“近場光學孔徑探針拉曼光譜Near-field Raman Spectroscopy with Aperture Tips”的綜述論文（Doi: 10.1021/acs.chemrev.6b00337）。近場光學突破傳統光學顯微鏡所受到的光學衍射極限，在超高光學分辨率下進行納米尺度光學成像與微區光譜進行研究，在金屬等離激元共振、量子器件發光、界面電子隧穿等研究領域中有着廣泛應用。

自1928年 Synge 提出高分辨光學成像概念之後，經過近半個世紀的沉默, 歐洲、美國、日本的一些科研小組于上世紀80年代初期開始了對近場光學的基礎研究。近場光學對傳統的光學分辨極限産生了革命性的突破, 掃描近場光學顯微鏡（SNOM）的出現使人們把觀察的視野擴展到波長的幾十分之一, 即納米尺度。近場光學顯微技術充分利用了光學觀察的無損性和多襯度觀察,在此基礎上不僅将光學觀察的尺度拓展到亞波長範圍, 并實現了納米微區的光譜觀察, 更由此形成了一門由光學、掃描探針顯微學和光譜學結合的新型交叉學科,在近場光存儲、半導體材料以及等離激元微納光子學等交叉學科方面有着廣闊的應用前景。

這篇綜述論文首先回顧了近場光學的發展，并主要圍繞孔徑光纖探針的近場光學掃描顯微鏡在半導體材料拉曼振動微區光譜這一方面的研究，總結了近場光學的超高光學分辨本領以及其獨特且不可替代的表征方法，分析了近場拉曼檢測強度、信号采集時間，以及針尖設計對樣品近場信号探測的影響。在回顧了近場拉曼光譜過去二十年研究曆史後，文章提出了未來展望，利用等離激元局域場增強原理而加工制備的特殊光學天線探針，将極大的豐富近場光學的研究，并将對未來新型低維半導體和金屬納米結構的超高分辨光學表征提供有效的解決方案。

由朱星教授在上世紀九十年代初建立的beat365近場光學研究組，是我國大陸地區最早從事掃描近場光學顯微鏡研發及其納米微區光譜應用的科研小組，經過近二十年的發展，目前已成為國内乃至全世界近場光學-等離激元光子學領域的研究團隊。近年來，方哲宇研究員團隊利用近場光學超高分辨及微區光譜技術，圍繞面向光信息處理的新型納米等離激元器件的構築與集成，開展了等離激元納米結構的制備及其近場光學的表征，研究了等離激元高效光電探測的界面能量轉移等物理過程，在等離激元近場聚焦、波導、耦合、探測方面取得了系列進展。此次Chemical Reviews 綜述的發表，展示了我國在近場光學、表面等離激元光子學領域的國際領先地位。

南京大學張偉華教授為該綜述論文的第一作者，北大beat365方哲宇研究員為通訊作者，beat365人工微結構介觀物理國家重點實驗室為論文第一單位。這項工作得到科技部重大科學研究計劃973項目、國家萬人計劃青年拔尖人才基金、基金委優秀青年科學基金、全國優秀博士學位論文基金，以及人工微結構和介觀物理國家重點實驗室、2011量子物質科學協同創新中心的資助。Chemical Reviews是美國化學學會1924年開始發行的頂級同行評議綜合性科學期刊，2016年最新SCI影響因子IF：37.369