由德国奥尔登堡大学克里斯托夫·利瑙教授主导的国际研究团队，成功开发出一种基于银和二维半导体材料的纳米结构光开关器件。该器件开关速度可比现有电子晶体管快约一万倍，为未来高速光数据处理提供了新的技术方向。相关研究成果已在《自然·纳米技术》杂志上发表。

研究团队通过在超薄银质基底上制备出宽度与深度约45纳米的平行沟槽网格，并在其表面覆盖仅三个原子厚度的二硫化钨半导体层，构建出一种混合纳米结构。这种结构能形成一种称为“激子-等离子体激元”的混合量子态，使器件具备独特的光响应特性。利瑙教授指出：“单独来看，这两种材料都不具备开关效应。然而，当它们结合形成混合纳米结构时，对光的反应截然不同，从而变成了一种所谓的‘活性超材料’。”

实验中，研究人员利用外部飞秒激光脉冲调控该纳米结构的反射特性，成功在70飞秒的时间尺度内实现了对光信号的存储与调制，反射光亮度变化幅度达到10%。奥尔登堡大学的丹尼尔·蒂默博士表示：“在存储阶段，我们能够控制这一层的反射率。”这项突破得益于团队采用的二维电子光谱技术，该技术能以飞秒级分辨率观测量子相互作用过程。

这种超快光开关器件在光信息处理领域展现出应用潜力。利瑙教授强调：“如果我们想在纳米尺度上制造超快光开关，我们的发现就显得尤为重要。有了这些开关，单位时间内可以传输的信息量将大幅增加。”与当前普遍使用的电子晶体管相比，该光学器件的响应速度显著提升，有望为未来高性能计算、光通信及量子技术发展提供关键组件。

研究团队表示，下一步将致力于优化此类有源超材料的性能，推动其向实际应用迈进。该国际合作项目由德国奥尔登堡大学主导，并包括英国剑桥大学、意大利米兰理工大学及柏林工业大学的研究人员参与。

出版详情：作者：Timmer, D.等人，标题：《混合型 1L-WS₂/等离子体结构中从相干到非相干极化子非线性的超快转变》，发表于：《自然纳米技术》 (2026)。期刊信息：《自然纳米技术》