近日，一项发表于《自然材料》的研究成功演示了利用新型层状材料铪二硫化物，将太赫兹光限制在纳米尺度的方法。该研究由美国范德堡大学机械工程教授Josh Caldwell与德国弗里茨哈伯研究所的Alex Paarmann共同领导，德累斯顿工业大学Lukas M. Eng教授团队参与合作。

太赫兹技术具备高速数据处理的潜力，但因波长较长，难以集成至微型设备。研究团队采用铪二硫属化物作为载体，通过激发声子极化子——即光子与晶体晶格振动耦合形成的准粒子，成功将超过50微米的太赫兹波长压缩至250纳米以内，能量损失极低。Caldwell教授表示：“这最初是一名高中生的暑期项目，后来迅速发展为对前所未有的光学限制水平的系统性研究。”

该成果为开发高性能太赫兹器件开辟了新路径，包括红外发射器、太赫兹光学传感器等。德累斯顿工业大学的Lukas Eng指出：“实现太赫兹波在铪二硫属化物中的超强压缩，需依靠我们在亥姆霍兹德累斯顿-罗森多夫中心自由电子激光器上部署的高分辨率近场光学显微镜。”

研究团队认为，该材料可进一步用于构建范德华异质结构，增强二维材料研究能力，为纳米尺度光电集成提供新机遇。Paarmann表示：“对铪二硫属化物的研究展示了如何推动太赫兹技术的发展，可能改变光电集成领域的实现方式。”

更多信息： 铪二硫属化物中的超受限太赫兹声子极化激元，《自然材料》 (2025)。期刊信息： 《自然材料》