纳米结构中的光限制可以产生增强的光-物质相互作用，从而实现包括单光子源、纳米激光器和纳米传感器在内的广泛应用，尤其是纳米腔受限极化子在红外区域显示出强烈增强的光-物质相互作用。如果极化模式能够被塑造成回音廊模式，这种相互作用则可以进一步增强；但是到目前为止，纳米腔中的散射损失都阻碍了对它们的观察。近日，来自国家纳米科学技术中心的Qing Dai等人证实将六方BN纳米管作为原子光滑的纳米腔，由于其固有的双曲色散和低散射损耗，可以成功维持声子极化子回音廊模式。

文章要点：

1) 该研究通过AFM-IR和STEM-EELS直接观察了BNNT中的HWG-PhP模式，质量因子高达~220，回音廊模式通过将声子极化子限制在原子光滑的圆柱形纳米腔（BNNT）中而形成的，这种效应由声子极化子的双曲性和伴随的无限波矢量所实现；

2) 此外，研究还证实HWG PhP模式可以在~4nm半径的BNNT上维持，且该BNNT具有超小的体积V_m≈10^–10，从而揭示了前所未有的光学状态局部密度而产生超高Purcell因子Q/V_m≈10¹²，该工作为基于一维纳米材料极化子的纳米光子学提供了一种新的范式，揭示了极强的光-物质相互作用能力。

参考资料：

Guo, X., Li, N., Yang, X. et al. Hyperbolic whispering-gallery phonon polaritons in boron nitride nanotubes. Nat. Nanotechnol. (2023).

DOI: 10.1038/s41565-023-01324-3

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01324-3