浙江大学邱建荣教授课题组发现超快光开关

任何材料的光学性质都可以从其介电常数导出。我们知道介电体的介电常数大于0，而金属的介电常数小于0。当材料的介电常数趋近于0时，其光学性质会发生许多奇妙的变化。例如光在其中传播的相速度会趋于无限大，而最近的研究表明，材料的非线性光学性质在介电常数趋近于0时也显著增大。

目前，在光频波段介电常数为0的材料主要有两大类，一种是人工设计制备的金属/介电体复合材料；另一种是一些载流子浓度小于常见金属的导电氧化物，例如ITO（铟锡氧化物）。

图1.ITO溶胶纳米晶的线性、非线性光学性质：a)不同掺杂浓度的ITO纳米晶薄膜归一化吸收光谱；b)载流子浓度和掺杂浓度的依赖关系；c)不同掺杂浓度的ITO纳米晶薄膜的介电常数（实部）；d)介电常数近零点（ENZ）的波长和载流子浓度的依赖关系；e) 掺杂5%，f)12%的ITO纳米晶薄膜的Z-扫描曲线。

浙江大学邱建荣教授课题组的刘小峰副教授最近研究发现，ITO这一介电常数近零点在近红外波段的导电氧化物，可用来实现光通讯波段的超快光开关。相关成果发表在Advanced Materials [29, 1700754 (2017)]上。