摘要：研究背景二维材料因其独特的物理性质和潜在应用而成为研究热点，尤其是在光物质相互作用和纳米光学领域。近年来，极化子作为二维材料中的光物质激发态，因其强场局域化、长寿命和广泛可调性，成为研究的焦点。然而，传统人工纳米结构由于光学损失和光局域化不良，限制了其在极化子

科学家们提出了基于梯度极化子表面的新思路，旨在通过空间变异响应的超晶格调控极化子，拓展其在纳米尺度的应用。特别是通过在扭曲双层石墨烯（mTBG）与氮化硼（hBN）的莫尔异质结构中，研究人员展示了梯度溶质壁超晶格的构建，并通过局部应变方向的变化实现极化子-溶质壁相互作用的开关和调节。这一新型的极化子调控机制为纳米光学和量子光电学提供了新的平台。

该研究不仅展示了通过梯度超晶格空间调制极化子的近场剖面、相位和传播方向的能力，还为极化子的生成和电开关操作提供了创纪录的小尺寸解决方案。这一研究为光物质相互作用的纳米尺度操控及空间极化子工程开辟了新途径，推动了二维材料在先进纳米光学功能中的应用潜力。

图1. mTBG中梯度溶质壁超晶格和溶质角度变化的红外纳米成像。

图2. 通过溶质角度开关局部极化子-溶质壁相互作用。

图3. 双层石墨烯中单个溶质壁在代表性溶质角度下的电子能带结构。

图4. 通过梯度溶质壁超晶格中溶质角度的空间变化调节极化子。

本文的研究揭示了梯度莫尔超晶格在调控光物质相互作用中的独特潜力，特别是在极强的光限制和极低损耗下实现了超紧凑的光学功能。

与传统的人工梯度结构相比，梯度莫尔超晶格不仅能够承载具有记录长寿命的混合等离子-声子极化子，而且能够通过切换和调节梯度孤子网络来精细调控局部的极化子效应。这种能力为纳米尺度光物质相互作用的工程提供了新的可能性。

来源：华算科技