在微纳尺度下实现光-电-光的熔融，是未来发展新型高效信息技术的一个重要方向。其中，最重要的科学问题是，如何实现对光学信号的纳米级精确调控。

表面等离子体是一种新型的光学调控手段。在《科学》上，二月十日刊登了在极化共振研究方面的一项重大进步。戴庆课题组在Nano-Science课题组十余年来，通过长期不懈的工作，已在Nano-Science项目上取得了较好的成果，并在此基础上，实现了对极化激元的有效激发与长程输运。基于这一发现，他们研制出“光晶体管”，可在微米级上对光正、负折射率进行调节，极大地提高了微米级光场的控制能力。

光电熔合法的发展趋势

相对于电子，光子具有更快、更低的能量消耗和更大的容量等优点，有望极大地提高信息处理的效率。基于此，发展新型高效、高集成、低能耗的新型信息技术，有望成为新一代信息技术的发展趋势。

“光与电的结合，可以同时利用光的传输和电子的运算能力，是后摩尔时代最主要的一种技术。”但戴庆表示，与可被电操控的电子不同，在微纳尺度上实现对光子的微纳操控比较困难，因为光子本身没有载流子，而且其传播受到了光绕射光的限制。

极化激元是一种特殊的电磁波模态，它是一种光和物质之间的相互作用，是一种新的物理现象，也是一种新的物理现象。由于其对光场的高度压缩，使得其能够很容易地超越光的衍射极限，因此能够在微纳尺度上进行光信息的传递与处理。

戴庆课题组首次提出将极化激元引入到光电连接介质中，并充分发挥其对光强压缩、易于调节等优点，在提高光电连接效率的同时，还能为其提供更多的信号处理功能，进而提高其光电连接效率。

在最近的工作中，戴庆课题组已成功拍摄出了具有较小对称性的极化激元，并对其进行了实空间的光学成像，证明了其近场“轴色散”的存在，为在微纳尺度上进行光学调控提供了一条新的可能途径。

同时，在纳米尺度下，该项目也取得了很好的突破，将10μ m波段的红外光压缩为数十μ m波段的偏振共振，并通过对其性质的调节，在面内实现了能量的聚集与传输。

戴庆说道：“光与电的连接，是光与电的结合的关键，就像是两个高速路口的一个收费站，而极化激元的光与电的连接，就像是把一个收费站变成了一座高架桥梁，可以极大地扩大信号的传递范围，提高信号的处理效率。”

确认一种不寻常的物理学现象

本课题组基于已有的工作基础，通过设计和构建石墨烯/MoO2范德华异质结构，利用一种偏振模式对另外一种偏振模式进行切换，从而达到“光晶体管”的目的。

戴庆认为，该项目将充分利用多种材料在微纳尺度上的优势，将有望解决现有结构光技术在波段、损耗、压缩、调控等多个领域的技术难题。

“和人造结构比起来，通过对物质本身的光子学性质进行研究，可以更好地实现光的作用。”胡海是国家纳米科学中心的副研究员，他举例道：“正如《舌尖上的中国》中所言，高级的材料，只要用最简单的方法，就能得到最好的食材。通过简单的范德华物质堆积，我们甚至可以通过负折射的方式，来实现对光的调制。”

负折射是一种奇特的物理现象，即入射光和被反射的光线在界面的同一面。“也就是说，光线被扭曲了。”胡海介绍道，“打个比方，就好比我们站在镜子里看，和现实中看起来完全相反。”

“通过电场的压力，我们可以对极化激元等光学信号进行动态调节，将传统的正向折射转换成奇特的负向折射。本项目的实施，将为未来发展新型高效的光电融合技术奠定基础。”戴庆指出，在应用方面，本项目针对目前缺乏高效、小型化光电连接模式的迫切需要，提出了一种新的光电集成方法。从理论上，本项目将为突破衍射极限，实现高效率的光电调控提供新的思路。

“很有意思。”这篇文章的评论员认为：“这证明了一种不同寻常的物理，它将为我们在微米水平上进行光学调控的研究提供一个全新的平台。”