【直播】光子学公开课 | 陈佳宁研究员：近场光学成像与光谱在半导体光学中的应用

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在传统半导体材料中观测到低损耗等离激元的意义在于证明了只要能够有效的对半导体进行参杂，即可在半导体材料中实现与金属类似的传播型等离激元。半导体的参杂浓度可以通过传统的电学手段来调制，这样可以通过电控半导体的等离激实现电场操纵光场，这对亚波长光学各个领域的研究和应用十分关键。那么，近场光学显微镜的特点与优势是怎样的？低维纳米材料等离激元研究工作上的进展如何？

光子学公开课由国内光学与光子学领域知名高校和研究机构发起，是面向有志于从事相关领域科学探索与技术应用的学生和从业人员推出的公益性在线公开课程，内容涵盖了光学工程学科研究、领域应用和光电专业教育教学的重要热点问题，主讲嘉宾均为国内外光学工程领域具有丰富教学及研究经验的专家学者。该课程旨在凝聚集体智慧，在新的形势下提升我国人才（特别是研究生）的培养质量，为前沿交叉创新和服务国家重大需求贡献力量。

此次报告由中国光学学会主办，华中科技大学、中国科学院上海光学精密机械研究所承办，于2021年01月23日9:30开始。授权蔻享学术进行网络直播。

主题：近场光学成像与光谱在半导体光学中的应用

报告人：陈佳宁 研究员（中国科学院物理研究所）

时间：2021年01月23日 09:30

主办方：中国光学学会

    2020年12月04日，光子学公开课正式推出“光谱学技术”专题系列课程。

    光谱学技术是一种在诸多领域应用非常广泛的具有非破坏性的分析手段。其核心思想是分析光与物质相互作用随波长的变化关系。在本次课程中，中国科学院半导体研究所的谭平恒老师将首先介绍拉曼光谱的基本原理和常用的拉曼光谱技术，以及其团队在二维半导体材料及其范德华异质结及石墨烯基材料的声子物理中所取得的部分成果。

    接下来，中国科学技术大学的张尧老师将对基于扫描探针的单分子光学成像技术的基本原理和最新进展进行介绍，特别是详细阐述单分子针尖增强拉曼成像和单分子光致荧光成像技术在成像分辨率上的最新突破和潜在应用。浙江大学的朱海明老师将介绍超快激光光谱基本原理和在几个典型光电转换体系中的应用。

    接着，北京大学的张青老师和华中科技大学的李德慧老师将讲解荧光光谱的原理、应用和微纳荧光光谱的基本原理，设计思路及其在半导体微纳材料与器件研究中的典型应用。复旦大学的晏湖根老师将讲解红外吸收光谱、光电流谱和红外荧光等实验手段以及光与物质相互作用的基本规律，并介绍它们在二维材料表征方向上的应用。中国科学院半导体研究所的张俊老师将讲解布里渊光散射的基本原理，布里渊光散射谱仪的的结构、测量原理和方法和布里渊光散射在凝聚态物理、自旋电子学、非线性光学、微波光子学、生物医学等方面的应用和研究进展。

    最后，中国科学院物理所的陈佳宁老师将介绍红外近场光学显微镜和纳米光谱技术的特点与优势，并介绍它们在低维纳米材料和半导体材料等离激元研究工作上的应用。

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报告摘要

在这个报告中我首先介绍近场光学显微镜的特点与优势；然后回顾低维纳米材料等离激元研究工作上的迸展。如石墨烯、碳纳米管。包含对等离激元的电学调控、缺陷的影响、二维平面内的波前操纵、等离激元与衬底声子耦合、二维材料层间电声耦合、边界电子态的作用等方面。之后我介绍从实空间在传统的III-V族半导体纳米线上观测到低损耗传播的等离激元，以及其与纳米线几何尺寸、周围介电环境的关系。在传统半导体材料中观测到低损耗等离激元的意义在于证明了只要能够有效的对半导体进行参杂，即可在半导体材料中实现与金属类似的传播型等离激元。半导体的参杂浓度可以通过传统的电学手段来调制，这样可以通过电控半导体的等离激实现电场操纵光场，这对亚波长光学各个领域的研究和应用十分关键。

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报告人简介

陈佳宁研究员，博士生导师。先后毕业于大连理工大学应用物理专业学士，大连理工大学凝聚态物理博士。之后在瑞典隆德大学(Lunds Universitet)和西班牙国家科研委员会(Spanish National Research Council)从事博后工作。2013年至今为中国科学院物理研究所研究员。获得中国科学院卢嘉锡青年人才奖，现任中国科学院大学岗位教授，科技部重点研发计划首席科学家，中国光学学会理事，中国物理学会光物理专业委员会秘书长，中国青年科技工作者协会会员。主要研究可见、红外波段材料的近场光学成像，近场红外吸收光谱，时间分辨近场光谱以及纳米尺度上光与物质相互作用产生的各种效应。部分工作收录在Nature, Science, Advanced Materials, Nature Communications, Nano Letters, Small, Journal of the American Chemical Society, Physical Review Letters等期刊。单篇最高引用1500余次。

编辑：苏苗苗

Frontiers of Optoelectronics (FOE)期刊是由教育部发起、高等教育出版社出版、德国施普林格（Springer）出版公司海外发行的Frontiers系列英文学术期刊之一，以网络版和印刷版两种形式出版。由北京大学龚旗煌院士、华中科技大学张新亮教授共同担任主编。

其宗旨是介绍国际光电子领域最新研究成果和前沿进展，并致力成为本领域内研究人员与国内外同行进行快速学术交流的重要信息平台。该刊的联合主办单位是高等教育出版社、华中科技大学和中国光学学会，承办单位是武汉光电国家研究中心。FOE期刊已被Emerging Sources Citation Index (ESCI), Ei Compendex, SCOPUS, INSPEC, Google Scholar, CSA, Chinese Science Citation Database (CSCD), OCLC, SCImago, Summon by ProQuest等收录。

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