金属是红外和光学波长的典型等离子体介质，允许人们在纳米尺度上引导和操纵光。金属在传热和传电方面表现出色，但通常不被认为是传导光的手段。
一项新的研究 哥伦比亚大学 报道了一种可以通过它传导光的金属。
科学家们一直在研究一种称为 ZrSiSe 的半金属材料的光学特性。 2020 年，他们发现 ZrSiSe 与 石墨烯。 ZrSiSe 中存在增强的电子相关性，这在狄拉克半金属中并不常见。
与石墨烯（单原子薄碳层）不同，ZrSiSe 是三维金属晶体。它由在面内和面外方向表现不同的层组成。这种性质称为各向异性。
现为哥伦比亚大学博士后的邵银明说， “它有点像三明治：一层像金属，而下一层像绝缘体。当这种情况发生时，光开始以某些频率与金属发生异常相互作用。它不会反弹，而是可以在材料内以之字形图案传播，我们称之为双曲线传播。”
在这项研究中，科学家使用不同厚度的 ZrSiSe 样品来见证光的这种锯齿形运动或所谓的双曲线波导模式。这些波导是等离子激元，是当光子与电子振荡结合形成时产生的 混合准粒子 可以引导光穿过材料。
科学家指出， “ZrSiSe 独特的电子能级范围（称为电子能带结构）使团队能够在这种材料中观察到它们。”
等离子体激元可以“放大”样品中的特征，使科学家能够超越光学显微镜的衍射极限，否则光学显微镜无法区分小于其所使用的光波长的细节。
邵 说过, “使用双曲等离子体激元，我们可以使用数百倍长的红外光来解析小于 100 纳米的特征。”
“ZrSiSe 可以剥离成不同的厚度，这使其成为有利于超薄材料的纳米光学研究的一个有趣的选择。但是，它可能不是唯一有价值的材料——从这里开始，该小组希望探索其他与 ZrSiSe 有相似之处但可能具有更有利的波导特性的材料。这可以帮助我们 开发更高效的光学芯片和更好的纳米光学方法来探索有关的基本问题 量子材料设立的区域办事处外，我们在美国也开设了办事处，以便我们为当地客户提供更多的支持。“
杂志参考：
- 邵银明等人。 红外等离子体激元通过双曲节点金属传播。 科学进展 （2022）。 DOI： 10.1126/sciadv.add6169
