元素百科为您介绍国家纳米中心发展晶体光学各向异性表征的新方法。近日，国家纳米科学中心戴庆团队与石溪大学教授刘梦昆合作，利用近场光学技术克服了范德华晶体尺寸有限造成的表征困难，成功测量了氮化硼和二硫化钼的介电张，开发了新的晶体光学异性表征方法。《自然-通信》在线发表了相关研究成果，其表征方法已申请发明专利。该研究得到了国家自然科学基金、科技部重点研发计划等项目的资助。
石墨烯、氮化硼、过渡金属硫化合物等新型二维材料属于范德华晶体，机械、电、光学性能优良，是范德华异质结构建功能可控的基本单元，也是下一代高性能光电器件的基本材料。范德华晶体具有层状结构，在层内由强共价键相互作用组合，在层间由弱范德华力组合。这种层状结构决定了范德华晶体的各种物理性质具有天然的各向异性，其中光学各向异性对新型光电器件的设计和优化至关重要。由于目前高质量范德华单晶尺寸的制备，基于远场光束反射的传统光学各向异性表征方法（如端面反射法和椭偏法）难以准确测量范德华微晶体的光学各向异性。
戴庆团队首先通过理论证明，各向异性范德华纳米片中存在着普遍现象（TE）以及异常波导（TM）这两种模式的面内波矢分别与范德华晶体的面内外介电常数有关；然后，散射扫描近场光学显微镜（s-SNOM）在范德华纳米片中激发TE、TM波导模式，实空间近场光学成像；最后，通过傅里叶对实空间近场光学图像的分析，得到了测量范德华晶体的光学各向异性。上述方法克服了传统表征手段对样品尺寸的限制，能够准确表征单轴和双轴范德华晶体材料的光学各向异性。上述方法克服了传统表征手段对样品尺寸的限制，能够准确表征单轴和双轴范德华晶体材料的光学各向异性。该方法还适用于少层甚至单层范德华晶体光学各向异性的直接表征。
