南京大学研究团队与北京大学、美国佐治亚理工学院等单位合作，在钠金属薄膜和等离激元光子器件研究方面取得了重要突破。他们利用金属钠所具有的低熔点特点，发展了独特的液态金属旋涂工艺，制成金属钠薄膜，首次揭示金属钠膜的优异光波段等离激元特性。

表面等离激是光与金属中自由电子相互作用形成的一种新型元激发，因其对光场具有亚波长尺度的约束能力和突破衍射极限的传输特性，在微纳光子器件和光子集成、超分辨成像等领域具有广阔的应用前景。然而由于等离激元激发有电子振荡参与，因而由焦耳热引起的损耗成了等离激元器件走向应用的瓶颈。相对于银、金等贵金属而言，以钠为代表的碱金属传输特性更接近理想自由电子气模型，且带间跃迁损耗较小，因此被认为有可能具有更低的光学损耗。但由于金属钠活泼的化学性质和严苛的制备条件，基于金属钠的等离激元器件的实验探索鲜有报道。

金属钠膜的制备是钠基等离激元器件是首先需要解决的问题，研究团队发展的液态金属旋涂工艺结合可控冷却技术，成功获得了高质量的金属钠膜及等离激元结构。理论计算和实验结果表明，制备的钠薄膜的自由电子弛豫时间约为0.42 ps，品质因数-e1/e2在近红外波段有明显优越性。

随后，研究团队对钠基表面等离极化激元的传输特性进行了定量研究。实验结果表明，在近红外波段(如1 500 nm)，表面等离激元在钠-二氧化硅界面的传播长度可达200 nm以上。……