近日，哈爾濱工業大學航天學院張宇峰教授團隊成員李玲教授聯合深圳校區集成電路學院張明宇副教授在紅外光學研究方面取得重要進展。相關研究成果以《基于高密度氮化硼納米管定向生長的多功能紅外偏振器》(Multifunctional Infrared Polarizer based on Aligned Growth of High-Density Boron Nitride Nanotubes)為題發表于《先進科學》(Advanced Science)。該項研究為氮化硼納米管制備及其紅外光各向異性研究提供了新策略。
 

　　光的偏振特性在量子通信中的密鑰分發、高對比度工業檢測和生物醫學成像等領域具有重要作用。目前，偏振探測通常依賴材料或結構的各向異性。而傳統金屬光柵偏振器存在響應帶寬窄、柔性差、易碎等問題，難以滿足現代光電器件對柔性化、小型化和寬帶響應的需求。為突破相關技術瓶頸，研究團隊系統研究了氮化硼納米管(BNNTs)的合成與排列技術，提出了一種可構建高致密度、良好取向氮化硼納米管薄膜的新型策略，并實現了高質量氮化硼納米管薄膜的大面積制備，成功應用于中紅外寬帶偏振器與波長選擇性吸收器，展現出優異的偏振光響應性能。
 

　　通過中紅外散射型近場光學顯微成像(s-SNOM)技術，研究團隊首次直接識別出氮化硼納米管中的聲子極化激元(PhPs)模式，揭示了其在中紅外偏振光調控中的物理機制與潛在應用。研究還發現，在器件彎曲狀態下，氮化硼納米管仍保持穩定的光學各向異性，顯示出其在柔性偏振器中的顯著優勢。該研究展示了氮化硼納米管在寬波段紅外偏振探測、偏振濾光及柔性光子器件中的應用潛力，為相關領域提供了創新性解決方案。
 

直接觀察BNNTs PhPs模式和偏振FTIR測量
 

BNNTs陣列中紅外偏振敏感特性
 

　　哈工大為論文第一完成單位，李玲教授和張明宇副教授為論文共同通訊作者，航天學院博士研究生施寧強為論文第一作者。中山大學鄭澤波副教授參與相關研究工作。
 

　　該研究得到國家自然科學基金和紅外科學與技術全國重點實驗室開放基金項目支持。