光学声子在材料的光、电、热性质中扮演着决定性角色，尤其是纵向光学（LO）声子因其与材料极性的关联而展现出独特的行为。在非极性材料体系中，无论是三维还是二维结构，晶格对称性确保了LO声子和横向光学（TO）声子在布里渊区中心具有零色散斜率，两者处于简并状态（图1a）。然而，在极性材料中，LO声子的振动会诱发额外的长程电场，进而受到长程库仑力的影响，这一效应显著改变了LO声子的行为。具体表现为，在三维极性材料中，LO声子在布里渊区中心附近的频率升高，导致与TO声子的能量劈裂，即LO-TO劈裂现象（图1b），该现象已被大量实验所证实。
    更为引人注目的是，二维极性材料中的LO声子与其声子极化激元（Phonon polariton, PhP）之间存在着紧密联系。先前理论预测，在二维单层体系中，LO声子将呈现“V”形非解析色散行为，即在布里渊区中心与TO声子简并，然后在中心附近拥有正斜率（图1c）。最近，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心SF06课题组朱学涛研究员和郭建东研究员指导博士生李佳德等开展了一项突破性研究，他们采用自主研发的高分辨率电子能量损失谱仪（2D-HREELS），首次全面揭示了单层六方氮化硼（h-BN）中LO声子的非解析行为，并深入探讨了其二维PhP特性。
    研究团队通过精准测量，不仅观察到了h-BN所有声子模式从布里渊区中心到边界的完整色散情况（图2c、d），而且发现衬底性质对LO声子行为有重要影响：铜箔衬底相较于铜单晶衬底，由于其粗糙表面导致与h-BN的平均距离增大，从而削弱了对LO声子的屏蔽作用。这种特殊屏蔽效应使得单层h-BN/Cu箔体系中的PhP展现出超越独立二维单层h-BN的超慢群速度（~5×10⁻⁶c）和超高光限域能力（~4000倍自由空间光波长）（图4a、b）。
    这项研究成果以《单层六方氮化硼中光学声子的非解析行为观测》为题发表于Nature Communications，论文第一为李佳德博士生，朱学涛研究员和郭建东研究员为共同通讯。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及中国科学院战略先导（B）计划和青年创新促进会的支持。此项工作不仅揭示了二维极性材料中LO声子基本行为规律，更为未来二维PhP的研究与应用奠定了坚实的物理基础。