纳米尺度的光电融合是未来高性能信息器件的重要发展路线，如何在微纳，甚至原子尺度对光进行精准操控是其中最关键的科学问题。记者从国家纳米科学中心了解到，该中心戴庆研究团队率先提出利用极化激元作为光电互联媒介的新思路，充分发挥它对光的高压缩和易调控优势，不仅有望实现高效光电互联，还可以提供额外的信息处理能力，从而进一步提升光电融合系统的性能。
　　相关研究于2月10日，在线发表于国际学术期刊《科学》。
　　该团队通过十多年的不懈努力，实现了极化激元的高效激发和长程传输，在此基础上设计并构筑了微纳尺度的石墨烯/氧化钼范德华异质结，实现了用一种极化激元调控另一种极化激元开关的“光晶体管”功能。研究表明，该晶体管可实现光正负折射的动态调控，类似电子晶体管能切换（1,0）两个高低电位，为构筑与非门等光逻辑单元提供重要基础。该研究突破了传统结构光学方案如使用人工结构（超材料和光子晶体等）在波段、损耗、压缩和调控等多个方面的性能瓶颈。
　　光电融合系统被认为是构建下一代高效率、高集成度、低能耗信息器件的重要方向。光电互联（电—光—电转换）是光电融合主的基础，它相当于光电两条高速公路交汇的收费站。现有硅基光电集成方案严重制约光电器件之间的信息流转。国家纳米科学中心戴庆团队率先提出，利用纳米材料的表面波（极化激元）做为媒介，实现高效光电互联的新思路。构筑光—极化激元—电转换路径相当于将高速公路的收费站改造成立交桥，具有效率高、集成度高、算力强等显著优势。
　　“这项研究在应用上面向光电融合器件大规模集成缺乏高效、紧凑光电互联方式的重大需求，在科学上为解决突破衍射极限下高效光电调制的难题提供新思路”。戴庆研究员说。
　　“这是一项非常有趣的研究。”该论文审稿人评价说，“这证实了一项非常规的物理现象，为研究纳米尺度的光操控提供了崭新的平台。”