中紅外光涵蓋了分子吸收特征、生物/機械物體的峰值熱發(fā)射、大氣透射窗口等波長范圍，在生物醫(yī)學(xué)、通信、傳感、成像等諸多領(lǐng)域具有重要應(yīng)用價值。廣譜、高功率的緊湊型紅外光源面臨著技術(shù)瓶頸。激光器和熱發(fā)射器是紅外光的典型來源。與具有特定光譜范圍的高單色激光器相比，熱紅外發(fā)射器譜寬，但方向性和非相干性較差。調(diào)節(jié)熱發(fā)射體溫度可以增強熱發(fā)射功率和調(diào)制波長。傳統(tǒng)熱發(fā)射多通過外部加熱整個熱發(fā)射體，熱慣性大，能量利用效率低。此外，這類紅外光源的波導(dǎo)或光腔集成尚處于起步階段。發(fā)展納米尺度上具有廣譜、可調(diào)波長的集成中紅外光源，在物理、化學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用具有重要意義。

該工作首次建立了光子晶體催化燃燒點亮納米級中紅外光源的框架，利用催化劑陣列催化氣體燃燒釋放紅外光，通過調(diào)節(jié)催化氣體流量可實現(xiàn)紅外波長調(diào)制。設(shè)計了一種拓撲光子晶體催化劑陣列原型，實現(xiàn)高度垂直增強紅外發(fā)射。該工作為新型光子晶體催化燃燒的微納級紅外光源開啟了新思路。

第一作者：

吳振華，上海交通大學(xué)助理研究員

通訊作者：

胡志宇，國家級人才計劃獲得者，二級教授，博導(dǎo)，上海交通大學(xué)“致遠”講席教授，英國皇家化學(xué)學(xué)會會士（FRSC），國際先進材料協(xié)會會士（FIAAM），上海交通大學(xué)微米/納米加工技術(shù)國家級重點實驗室學(xué)術(shù)帶頭人（2012-2018擔(dān)任實驗室主任），納微能源研究所所長。中國微米納米技術(shù)學(xué)會常務(wù)理事，中國儀器儀表學(xué)會微納器件與系統(tǒng)技術(shù)分會常務(wù)理事，（全國）歐美同學(xué)會第八屆理事會理事。曾經(jīng)在美國能源部橡樹嶺國家實驗室擔(dān)任研究員多年，并在美國佐治亞理工學(xué)院、田納西大學(xué)等多所大學(xué)擔(dān)任客座或兼職教授。研究方向包括納米催化低溫燃燒、熱電薄膜與器件、新型MEMS/NEMS器件等。獲得國內(nèi)外獎項30多項，在Nature Nanotechnology，Science Advances, Joule等發(fā)表科研論文150多篇，40多項國內(nèi)外發(fā)明專利，出版中英文專著/教材5部，書籍章節(jié)8篇。

張慶，電子科技大學(xué)物理學(xué)院副教授，四川省特聘專家，“天府峨眉計劃”青年人才項目、電子科技大學(xué)“學(xué)術(shù)新人獎”入選者。研究方向包括片上納米光子學(xué)、范德華極化激元、光學(xué)超表面、二維材料光電子學(xué)等。在Nature, Nature Photonics, Nature Review Physics, Chemical Review, Nature Communications, Science Advances, Light Science & Applications, Nano Letters等國際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，谷歌學(xué)術(shù)引用1500余次，H指數(shù)20。擔(dān)任Nature Photonics、LSA、Photonics Research等期刊審稿人。主持多項國家自然科學(xué)基金、四川省科技廳項目。

招聘信息：

上海交通大學(xué)課題組常年招收碩士生、博士生、以及博士后若干，引進各類優(yōu)秀人才，領(lǐng)域涵蓋材料、物理、微電子，詳情聯(lián)系通訊作者zhiyuhu@sjtu.edu.cn。

Wu Z, Wu Z, Lv H, et al. Nanophotonic catalytic combustion enlightens mid-infrared light source. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-023-6097-9.