摘要：

红外光谱通过探测物质中分子的特征振动信号，可以快速、无损地确定材料的化学成分和结构，在化学和生物等领域具有广泛的应用。但是由于红外光波长（10微米量级）比典型的分子尺度（<10纳米）大三个数量级，导致红外光与分子的相互作用极弱，这使得红外光谱对纳米尺度物质的检测灵敏度极低，严重限制了其在痕量化学检测方面（如食品安全和生物传感等）的应用。要克服此挑战，需要解决两个技术问题：(1)波长高局域压缩；（2）电磁能量高度增强。因此，发展能将红外光波长高效压缩的极化激元来增强微量物质的红外光谱成为纳米光子学领域和增强红外光谱领域的重要研究方向。课题组基于二维极化激元增强红外光谱开展了系列研究工作，明确了极化激元与微量分子的强耦合物理机制，展示了二维超高局域极化激元在不同类型的分子上增强探测和指纹识别的应用。

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