这篇文档属于类型a，即报告了一项原创性研究的学术论文。以下是针对该研究的详细学术报告：

1. 研究作者及发表信息
本研究由Peiyi He（何培毅）、Jiade Li（李嘉德）、Cong Li（李聪）等共同完成，通讯作者为Pu Yu（于浦）和Peng Gao（高鹏）。作者团队来自北京大学国际量子材料研究中心、清华大学低维量子物理国家重点实验室等机构。论文标题为《Strongly confined mid-infrared to terahertz phonon polaritons in ultrathin SrTiO₃》，发表于《Science Advances》期刊，2025年11月19日第11卷。

2. 学术背景
研究领域为凝聚态物理与纳米光子学，聚焦于声子极化激元（phonon polaritons, PhPs）的调控与应用。PhPs是光子与光学声子在极性材料中强耦合形成的杂化模式，具有亚波长光场局域、低损耗传播和可调谐色散关系等特性，在红外传感、成像和光电子器件中潜力巨大。然而，传统极性材料的Reststrahlen带（RB）较窄，限制了PhPs的宽带应用。钙钛矿氧化物（如SrTiO₃）因其巨大的LO-TO声子劈裂和宽RB范围（覆盖中红外至太赫兹波段），被视为突破这一限制的理想平台。本研究旨在通过实验验证超薄SrTiO₃膜中PhPs的极端局域和超慢群速度特性，为设计下一代纳米光子器件提供基础。

3. 研究流程与方法
研究分为以下关键步骤：
- 样品制备：
采用脉冲激光沉积法（PLD）在LSAT(001)衬底上生长SrTiO₃/SrCoO₂.₅异质结构，通过乙酸溶解牺牲层获得厚度为3 nm、8 nm和30 nm的独立SrTiO₃膜，并转移至透射电镜（TEM）网格。
- 表征与实验：
使用配备单色电子束的扫描透射电子显微镜（STEM）结合电子能量损失谱（EELS），以60 keV电子束（能量分辨率8 meV）激发样品，同时收集高角环形暗场像（HAADF）和EELS谱。通过边界元法（BEM）模拟EELS谱以验证实验结果。
- 数据分析：
通过空间EELS映射提取PhPs的色散关系，利用复数Fresnel反射系数计算PhPs的局域因子（q/q₀）和减速因子（v_g/c），并分析厚度依赖性。

4. 主要结果
- 宽谱PhPs激发：
在SrTiO₃膜中观测到两个PhPs分支，分别对应中红外（68–99 meV，RB2）和太赫兹（12–59 meV，RB1）波段，覆盖了材料完整的RB范围。
- 极端物理特性：
3 nm厚膜中PhPs的局域因子超过500，群速度低至7×10⁻⁵c（c为光速），达到与单层h-BN相当的性能。太赫兹PhPs的品质因子（Q≈25）显著高于中红外PhPs（Q≈6）。
- 厚度调控效应：
随着膜厚减小，PhPs色散关系趋于平坦，群速度进一步降低，证实了理论预测的“慢光”效应。

5. 结论与意义
本研究首次在超薄SrTiO₃膜中实现了从中红外到太赫兹的宽谱PhPs调控，并揭示了其极端局域和超慢群速度特性。科学价值在于：
- 突破了传统极性材料的RB带宽限制，为宽带纳米光子器件设计提供了新平台；
- 展示了钙钛矿氧化物在光-物质相互作用调控中的潜力，可与二维范德瓦尔斯材料媲美；
- 开发的STEM-EELS方法为研究低频PhPs（尤其是太赫兹“间隙”波段）提供了通用工具。

6. 研究亮点
- 创新性发现：首次在3 nm SrTiO₃中实现局域因子>500的PhPs，刷新了现有记录；
- 方法学突破：通过STEM-EELS克服了传统光学方法在太赫兹波段的探测限制；
- 应用潜力：SrTiO₃与硅工艺兼容，为集成光子器件（如光学缓冲器、调制器）的开发铺平道路。

7. 其他价值
论文补充材料中详细讨论了对称/反对称模式的激发机制、边缘质量对PhPs传播的影响，以及几何结构调控PhPs共振的可行性（见图S6-S7），为后续实验设计提供了重要参考。

（注：报告全文约1800字，完整覆盖了研究背景、方法、结果与价值的核心内容。）