中国地质大学(武汉)李国岗教授、戴志高教授团队与新加坡南洋理工大学王岐捷教授、胡光维教授团队合作,在非双曲晶体钒酸钇中首次观测到双曲表面声子极化激元,颠覆了以往认为双曲极化激元仅存在于“本征双曲材料”的认知,并提出了“非双曲极化激元”新范式。研究利用稀土晶体钒酸钇作为平台,通过纳米成像与理论分析,发现在其非双曲频段内存在双曲色散特征的表面极化激元,并通过温度调控实现了极化激元的光学拓扑相变,展现了低损耗、长距离传播的特性。此项研究拓展了极化激元的可调控频谱范围和双曲材料库,为稀土材料在极化激元纳米光子学领域的新应用,如高灵敏传感和超分辨成像,提供了关键支撑。
✨ **突破传统认知,发现“非双曲极化激元”**:研究团队在中国地质大学(武汉)和新加坡南洋理工大学的联合研究中,首次在非双曲晶体钒酸钇中观测到了具有双曲表面声子极化激元,这打破了学界长期以来认为双曲极化激元仅存在于“本征双曲材料”的传统观念,并创新性地提出了“非双曲极化激元”的新范式,为相关领域的研究开辟了新的方向。
💡 **稀土晶体平台实现独特光学现象**:研究以被誉为“工业维生素”的稀土晶体钒酸钇为实验平台,通过精密的实空间纳米成像技术结合理论分析,成功在其自身的非双曲频段内发现了具有双曲色散特性的表面极化激元,这表明了稀土材料在光学调控方面具有巨大的潜力。
🌡️ **温度调控实现光学拓扑相变与低损耗传播**:研究团队进一步通过温度调控,成功实现了极化激元从双曲形到椭圆形的光学拓扑相变,并揭示了其低损耗、长距离传播的优异特性。这种可调控性和高效传播能力为纳米光子器件的设计和应用提供了重要的实验依据和理论基础。
🚀 **拓展极化激元应用前景,支撑前沿技术**:该研究成果极大地拓展了极化激元可调控性的频谱范围以及双曲材料的种类,为探索稀土材料在极化激元纳米光子学领域的新应用奠定了基础。这对于高灵敏传感、超分辨成像等前沿技术的发展具有重要的支撑作用,有望推动相关技术的突破和进步。
科技日报武汉7月17日电 (记者吴纯新 通讯员王俊芳)17日,记者从中国地质大学(武汉)获悉,该校李国岗教授、戴志高教授团队联合新加坡南洋理工大学王岐捷教授、胡光维教授团队,首次在非双曲晶体钒酸钇中观察到双曲表面声子极化激元,突破了学界对双曲极化激元依赖“本征双曲材料”的传统认知,提出“非双曲极化激元”新范式。相关研究成果发表于国际学术期刊《自然》。
双曲材料因其独特电磁特性被视为纳米光子学的核心载体之一,但其光学响应被限制在固定的双曲频段,极大限制了应用潜力。
研究团队以稀土晶体钒酸钇为平台,通过实空间纳米成像与理论分析,在该材料的非双曲频段内发现了具有双曲色散特征的表面极化激元。通过温度调控,研究团队实现了极化激元从双曲形到椭圆形的光学拓扑相变,并揭示其低损耗、长距离传播特性。
据了解,稀土材料因其独特的光、电、磁、催化等性能,被誉为“工业维生素”,在现代高科技领域中扮演着不可或缺的关键角色。上述研究极大拓展了极化激元可调控性的频谱范围和双曲材料库,有助于探索稀土材料在极化激元纳米光子学领域的新应用,可为高灵敏传感、超分辨成像等应用提供关键支撑。