引言
范德华晶体，包括石∩墨烯、氮化硼、过渡金属硫族化合物等广受关注的新型二维材料等，具有优良的力学、电学、光学性质，是构筑功能可控范德华异质结的基本单元，也是组成下一○代高性能光电器件的基础材料。
范德华晶体具有层状结构，在层内由较强的共价键相互作用结合，在层间由较弱的范德华力结合。这一层状结构决↓定了范德华晶体的各种物理性质具有天然的各向异性，其中，光学各向异性对于新型光电器件的设计和优化至关重要，必须得到准确的表征。然而，受限于高质量范德华单晶的尺寸，传统的基于远场光束反射∮的光学各向异性√表征方法，如端面反射法、椭偏法等，均不能准确表征范德华微晶体的光学各向异性。
成果介绍
日前，中国科学院国家纳米科学中心纳米表征实验室戴庆(Quantum Design中国子ㄨ公司用户)研究团队利用德国◤neaspec近场光学技术克服了上述范德华晶体有限尺寸〓导致的困难，成功★测量了氮化硼及二硫化钼的介电常数张量。
图1 实╳验装置和近场成像原理示意图
该团队首先理论论证了在各向异性范德华纳米片◥中存在寻常及非寻常波导模式，这两种模式的面内波矢分■别与范德华晶体的面内及面外介电常数相关;之后，他们使用neaSNOM散射型扫描近场光学∞显微镜，在范德华纳米片中激发寻常及非寻常波导模式，并对这些波导模式进行实空间近场光学成像;最后，他们通过nanoFTIR纳米傅里叶红外模块对实空间近ぷ场光学图像的傅ㄨ里叶分析，求得所测范德华晶体的光学各向异性。
图2 不同厚度MoS2样品的近场光学像及傅≡里叶分析
结论
这一方法克服了传统表征手段对样品大小的限制，能够对单轴及双轴范德华晶体材料的光学各向异性进行精准的表征;通过对基底材料的优化设计，这一方法有望用于少层甚至单层〒范德华晶体光♂学各向异性的直接表征。该研究结果在线发表于Nature Communications，表征方法已申请发明专利。相关研究工作得到国家自然科学基金、青年千人计划等项目的资助。
参考文献：Probing optical anisotropy of nanometer-thin van der waals microcrystals by near-field imaging (Nat. Commun., 2017, DOI: 10.1038/s41467-017-01580-7)
文章来源：中国科学院国家纳米中心
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