西班牙巴塞羅那科學(xué)技術(shù)研究所Mark B. Lundeberg團(tuán)隊(duì)今年6月在《Science》上發(fā)表了題為《Tuning quantum nonlocal effects in graphene plasmonics》的文章。

Mark B. Lundeberg團(tuán)隊(duì)利用散射式近場(chǎng)光學(xué)手段，對(duì)石墨烯(h-NB)金屬?gòu)?fù)合體系表面進(jìn)行了納米尺度下的精細(xì)掃描，由此觀測(cè)到了太赫茲波段下的石墨烯等離子體以近費(fèi)米速度進(jìn)行傳播。研究發(fā)現(xiàn)，在極慢的速度（數(shù)百倍低于光速）下，石墨烯等離子的非局域響應(yīng)得以探測(cè)，通過(guò)近場(chǎng)成像能夠以無(wú)參數(shù)匹配手段清晰地揭示無(wú)質(zhì)量的Dirac電子氣體的量子描述，進(jìn)而展示了三種類型的非局域量子效應(yīng)，即單粒子速率匹配，相互增強(qiáng)費(fèi)米速率和相互減弱壓縮性。

目前從紅外光學(xué)，太赫茲到毫米波頻段的近場(chǎng)成像和探測(cè)，都是科學(xué)家們炙手可熱的話題，僅2017年上半年就有超過(guò)10篇相關(guān)論文在《Science》,《Nature communication》等刊物上發(fā)表，地域分布上歐洲、美國(guó)、日本和中國(guó)都采用近場(chǎng)技術(shù)取得了不俗的實(shí)驗(yàn)效果。

技術(shù)上遠(yuǎn)場(chǎng)成像的橫向分辨率受輻射波長(zhǎng) λ 的限制，近似為0.61λ。以太赫茲為例，波長(zhǎng)的分布范圍為3mm －0.03mm（0.1-10THz），由此可得到其分辨率受限于約0.015mm。而近場(chǎng)成像技術(shù)可以突破波長(zhǎng)對(duì)分辨率的限制，是提高成像空間分辨率的有效方法。

德國(guó)在該領(lǐng)域涌現(xiàn)出多家創(chuàng)新公司，如Neaspec、Protemics等。它們分別為科學(xué)家們?cè)诙鄠€(gè)頻段提供了成熟和行之有效的技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)從微米到納米級(jí)的分辨率。雖然解決方案價(jià)格不菲，但是各科研機(jī)構(gòu)仍愿意慷慨解囊。

國(guó)內(nèi)僅在2017年上半年南昌大學(xué)，電子科技大學(xué)就分別投入巨資搭建太赫茲頻段微米和納米級(jí)近場(chǎng)成像方案。加之清華大學(xué)、東南大學(xué)、中山大學(xué)、蘇州大學(xué)等，在紅外到毫米波的各個(gè)頻段國(guó)內(nèi)科研團(tuán)隊(duì)正如火如荼的進(jìn)行近場(chǎng)探測(cè)和成像研究。

或許正如Neaspec公司聯(lián)合創(chuàng)始人Rainer Hillenbrand（兼西班牙CIC nanoGUNE研究中心教授）所說(shuō)：這可能只是近場(chǎng)納米視覺(jué)新時(shí)代的開(kāi)始。