意大利研究人員提供了體材料（bulk material）中存在三維狄拉克等離子體激元的證據——準粒子，該發現使新型電子納米器件成為可能。
圖片來源：意大利理工學院石墨烯實驗室的A. Politano
據麥姆斯諮詢報道，等離子體激元是指傳統金屬和半導體的電子量子化集體振盪，一直以來吸引著人們對其在傳感、快電子學和太陽能電池技術中應用的興趣。等離子體激元也可存在於被稱為狄拉克（Dirac）材料的奇異固體中。比起傳統等離子體激元，狄拉克等離子體激元擁有許多更勝一籌的優點，如更快的傳播速度和頻率可調性。到目前為止，已在石墨烯等二維材料中發現了狄拉克等離子體激元。然而，二維等離子體激元對材料表面的缺陷和汙染物非常敏感。如今，意大利理工學院（Italian Institute of Technology）石墨烯實驗室的Antonio Politano和同事們提供了二碲化鉑晶體（PtTe2）存在三維狄拉克等離子體激元（3D Dirac plasmons）的直接證據。
最近的研究表明，PtTe2是一種三維II型狄拉克半金屬，也是量子固體，有時還被認為是“三維石墨烯”。研究小組根據高分辨率電子能量損失譜法（Electron Energy Loss Spectroscopy）來表徵這種材料的電子激發，並通過與密度泛函理論（Density Functional Theory）預測進行比較，從而解釋這些數據。分析通過II型狄拉克半金屬的各向異性斜錐形特徵，揭示了帶電準粒子在能量帶中的集體運動。研究小組利用這些特徵得出結論：這些準粒子就是三維狄拉克等離子體激元。
注：密度泛函理論是一種研究多電子體系電子結構的量子力學方法。密度泛函理論在物理和化學上都有廣泛的應用，特別是用來研究分子和凝聚態的性質，是凝聚態物理計算材料學和計算化學領域最常用的方法之一。
這些三維等離子體激元的魯棒性可被用以實現如光電探測器等基於等離子體激元的納米器件。研究人員設想：憑藉這種材料易於切割的特性，可利用薄PtTe2層構建納米器件。此外，分析數據表明：等離子體激元可被約為0.5 eV的能量激發，對應的波長約為2.4μm。該特性使利用近紅外激光控制等離子體激元的光電應用成為可能。
該研究於2018年8月22日發表於Physical Review Letters雜誌上。論文題目為“3D Dirac Plasmons in the Type-II Dirac Semimetal PtTe2”，論文地址：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.086804。
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《非製冷紅外成像技術與市場趨勢-2017版》
《紅外LED和激光器技術、應用和產業趨勢》
《紅外新聞》-2018年上半年刊
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