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王霞教授團隊在超材料研究領域取得新進展
作者:王茂榕  來源:人事處 數理學院  編輯:李鯤鵬   點擊:[] 日期:2020年09月23日

超材料因其具有天然材料不具備的超常物理特性,成為近些年的研究熱點。而手性超材料因其獨特的手性幾何結構成為超材料研究領域的重要分支。手性超材料的出現打破了人們對自然界手性物質的傳統認知,在微波領域、太赫茲領域、光電領域、通信領域有着廣泛的應用前景,迅速成為科學研究的一個前沿與熱點。目前人們主要集中於研究手性超材料對光波的強度調控,其對入射光波相位調控的研究卻鮮有報道,但事實上相位調控對於光波的捕獲和操縱等具有非常重要的應用價值。

近期,王霞教授團隊在光子功能材料的相位調控領域取得新進展,在一區期刊Nano Letters(影響因子11.238)上發表標題為“Circular Phase-Dichroism of Chiral Metasurface Using Birefringent Interference”的高水平論文,博士後張冉冉為該論文第一作者,王霞教授和香港科技大學Tam教授為共同通訊作者,青島科技大學為第一完成單位。數理學院趙秋玲副教授對研究給予了積極探討。

團隊通過聚焦離子束光刻技術在雙折射基底上製備了不同的平面手性結構(圖A-C),並通過雙折射偏振光的干涉原理,活用雙折射晶體中o光和e光的光程差,準確地捕獲了平面手性結構引入的透射相位,從而得到其圓相位二色性,即左旋圓偏振光和右旋圓偏振光入射時,手性結構引入的相位不同(圖D-E)。為使實驗數據更具説服力,我們進行了全波仿真(圖F-G),實驗測量結果與理論計算結果高度一致。該研究首次報道了平面超材料透射相位的測量方法,並進一步證實了圓相位二色性表徵手性超材料手性特徵的優越性,在實驗上解決了平面超材料相位測量的難題,並結合理論揭示了相位超表面的物理意義。研究結果表明雙折射手性超平面結構在相位全息、分子傳感等領域具有廣泛的應用前景,為材料科學的發展帶來了新的契機和動力。

文章鏈接://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00311

本工作得到了國家自然科學基金、山東省重點研發計劃基金的資助。

(撰稿:王茂榕,審核:楊樹國)

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