近期，我院刘心悦副教授等在单颗粒电调谐米氏谐振器研究中取得重要进展，构建出一种米氏-激子共振耦合的有源纳米谐振器，实现窄带电调谐，该成果发表在国际学术期刊 Advanced Functional Materials（论文链接）。论文共同第一作者为刘心悦副教授、赵凯庆博士生，共同通讯作者为李宝军教授、谭昉畅副教授、刘心悦副教授。
随着光电器件向小型化、多功能化发展，在单颗粒水平上实现电控光谱调谐成为关键需求。基于米氏共振的介质纳米颗粒具有低损耗、高品质因子等优势，但传统电调谐方式受限于载流子注入引起的折射率变化微弱，难以在单个颗粒尺度上实现高调制深度的窄带电调谐。
针对这一问题，研究团队构建出一种有源纳米谐振器：将二硫化钨/六方氮化硼异质结作为纳米间隙，引入到金镜上硅纳米颗粒（平均直径：150 nm）平台中，厚度可控的氮化硼作为绝缘间隔层优化光学耦合。硅纳米颗粒在金镜上方诱导出跨纳米间隙的镜像磁偶极子模式，该模式能够与二硫化钨中的激子共振实现有效空间重叠，最大化光谱裁剪。通过电场调控二硫化钨中的载流子浓度，实现了米氏-激子共振耦合的主动电调谐。该结构在激子波长（中心波长：620 nm）处出现窄带法诺共振谷（带宽：10 nm），其散射强度的电调谐调制深度达95%甚至107%，优于相应尺寸的等离激元颗粒，且热损耗低于等离激元颗粒的1%。这种纳米间隙平台上的硅纳米颗粒能实现从蓝到红的宽谱彩色散射，同时具备窄带电调谐通道，从而作为双功能纳米像素加载动态光信号，在信息加密方面具有潜在应用前景。
