刘明

《真空科学与技术学报》主编

中国真空学会副理事长
中国科学院微电子研究所研究员

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电磁超材料研究进展及应用现状

郭阳*杜硕,胡莎,李策,杨盛炎,顾长志*

真空科学与技术学报,2022,第42卷,第9期,641-653页。

DOI:10. 13922 / j. cnki. cjvst.202207004

引用格式:Y.Guo, S.Du,S.Hu,C.Li,S.Yang,C.Gu,Research Progress and Application Status of Electromagnetic Metamaterials, Chin. J. Vac. Sci. Tech, 42, 9,641-653(2022)

 

 

 
 
 
文章简介
 
利用电磁波传递能量和信息一直是备受人们关注和重视的研究课题,因为它在通讯、能源、环境、医药等多应用领域中都扮演重要的角色。近年来,随着微纳米制造技术的进步,超材料的出现为解决传统电磁技术的瓶颈问题(如光路体积大、结构复杂、功能单一等问题)提供了新思路和新机会。得益于超强的电磁场调控能力,这些材料不仅能够实现传统光学元件的诸多功能,而且还能实现很多自然界不存在的、奇异的电磁响应和特性。本文从超材料发展回顾、电磁谱调制的超表面、位相调制的超表面、偏振极化调制的超表面和主动调控的超表面等五个方面论述了超材料近年来的研究进展。文章最后,我们还展望了未来超表面研究领域有前景的研究方向,如拓扑光子、连续域束缚态,以及非厄米开放光学系统等,这些新概念在高灵敏生物探测、低阈值单模激光器,以及高效非线性光学器件等应用方面具有广阔的应用前景。
 

 
 

 

 
 
 
团队介绍
 
 

 

 

研究团队依托中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家研究中心,长期致力于低维结构和器件的加工及新奇物性的实验研究,通过光与纳米结构的相互作用,寻找自然界不存在的新奇电磁现象和量子态的可控性,这在光子学、能源、隐身、量子信息等前沿领域有广泛的应用前景。过去主要研究成果包括:实现了以金刚石、碳纳米管和石墨烯为代表的碳基纳米材料的可控制备,发展了多种电学、磁学和光学等材料的纳米结构与器件的可控加工方法;发现了室温下纳米结构随尺寸变化的许多新奇物理特性,如多壁碳纳米管中电子的多通道弹道输运特性,为在纳米器件互联中的应用奠定了基础;基于铁磁金属纳米结构中畴壁的运动,构筑成功低功耗的全金属磁逻辑电路;发展了多种三维纳米结构与器件加工的新方法,实现了在纳米晶体管、超材料和等离激元光学器件上的应用。

 

 

 
 
通讯作者简介
 
 

 

 

 

顾长志,中国科学院物理研究所研究员、博士生导师,国家杰出青年基金获得者,基金委“纳米制造的基础研究”重大研究计划指导专家组成员。2000年获教育部“跨世纪人才”称号,2001年入选中科院“百人计划”, 2006年获国务院“政府特殊津贴”,2007年获中国物理学会“胡刚复物理奖”。2018年获英国皇家工程学会"杰出访问学者奖“。2014年任中科院物理所副所长。现任中国真空学会秘书长。 
顾长志研究员长期从事纳米材料的可控制备、新奇物性和器件加工等方面研究,在Nature子刊、PRL、Nano Letters、Advanced Materiasl、JACS等国际著名学术杂志上发表论文300余篇,他人引用6000余次,获发明专利授权30余项,完成国家级鉴定验收成果7项。
 

 

 

 

 

郭阳,中国科学院物理研究所副研究员,长期从事低维/纳米材料光电物理性质和量子效应,以及纳米结构自旋电子学/光子学和纳米光电器件制备与测量研究。在国内外学术期刊上发表论文30余篇,获发明专利授权10余项。过去的主要研究成果包括:二维层状材料应变结构可控制备和物性研究;水分子团簇高空间分辨成像以及瞬态电激发分子动力学研究;ZnO/ MgO/Si半导体异质结紫外探测原型器件制备;在超薄Pb金属中观测到原子层数相关的超导转变温度振荡现象。

 

 

 

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