苏州国家实验室科研合作成果在《Nature》发表

发布时间：2026-06-24 09:22

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苏州国家实验室丁峰主任研究员团队联合上海交通大学戴庆教授、国家纳米科学中心杨晓霞教授和北京大学高鹏教授，在范德华材料精密表征方面取得新进展。研究团队提出了一种基于面外双曲极化激元（oHPs）的光学探测方法，实现了范德华材料中皮米尺度层间形变的无损、定量检测。相关成果以“Probing picometre-scale interlayer deformations via hyperbolic polaritons”为题发表于《Nature》。

研究以六方氮化硼（hBN）为模型体系，发现其面外横向光学声子（oTO phonon）对层间压缩高度敏感。由于这一声子模式在常规光谱中通常处于“暗态”，难以被直接观测，实验团队利用 hBN 中的面外双曲极化激元（oHPs）对其响应进行光学读取，将隐藏的声子软化效应转化为可测量的极化激元频移。其中，苏州国家实验室团队的理论计算提供了关键的微观理论支撑：计算表明，层间压缩会显著软化声子力常数，导致 oTO 声子频率发生明显红移；进而揭示了极化激元频移与层间形变之间的内在关联，为实验中的形变定量分析奠定了必要的理论基础。基于理论与实验的结合，该方法最终实现了约 10 ± 0.71 pm 的层间形变探测灵敏度，相当于探测波长的约 8 × 10^-7。进一步的理论研究还表明，这一压力诱导的面外振动模式软化现象在不同堆垛构型 hBN 及多类典型范德华材料中具有一定普适性。