《新型電磁特異介質對光與物質相互作用的調控》是依託復旦大學，由周磊擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：新型電磁特異介質對光與物質相互作用的調控
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：周磊
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
對電磁特異介質(Metamaterials)的研究極大地拓展了電磁（光）波的傳統理論，並且伴隨著理論的發展誕生了一大批前所未有的實際套用。利用特異介質來調控光與物質相互作用成為目前的一大研究熱點。申請人擬結合理論、數值模擬以及實驗，研究利用特異介質調控光與物質相互作用中的一些基礎理論問題及可能的套用。為此我們將開展如下研究：（1）建立一套新的理論方法研究複雜特異介質體系中的耦合問題；（2）根據理論設計出真實的特異介質體系，實現對電磁（光）波諸多特性（如波速、偏振，傳播方向等）的更有效的調控；（3）利用設計出的真實體系對一系列基於光與物質相互作用的物理效應（如磁光效應、非線性回響、吸收等）進行有效調控，包括增強其效應，調控其工作頻率等，並利用實驗對理論預言進行驗證。
結題摘要
本項目針對電磁特異介質對光和物質相互作用的調控展開相關的研究，取得了以下幾個方面的研究成果：（1）利用具有梯度性質電磁特異介質超表面實現了對電磁波傳播的有效調控，包括傳播波到表面波的完美轉換，接近100%效率的光子體系自旋霍爾效應，以及高效透射式表面等離激元耦合器和超薄平面會聚反射鏡光波段等高性能功能器件；（2）將石墨烯與電磁超表面相結合，實驗實現了對太赫茲波反射波和振幅的相位大幅動態調控； （3）建立了色散光子體系的緊束縛耦合理論，並系統研究了不同複雜特異介質體系中的耦合問題，還進行了相關實驗驗證，如建立了反射式超表面系統相位和振幅的完備相圖；發展了一套微波近場測試手段驗證光子耦合體系的等效理論模型；建立並實驗驗證了一套針對多層膜結構特異介質的普適有效媒質理論；（4）基於特異介質體系，實現了對電磁波傳播特性的有效調控，並利用其對光和物質相互作用的物理效應進行了有效調控；（5）通過與國內外合作者的拓展研究，我們完成了對不同體系特異介質的理論和實驗研究，如基於碳納米線圈的可調微波吸波材料，超寬頻低反射太赫茲超表面，等。在本項目支持下，共發表SCI 學術論文45篇，其中包括Nature Materials 1篇，Nano Letter 2篇，ACS Nano 1 篇，Physical Review X 1篇，Physical Review Letters 1篇，Nature Communications 1篇，Light: Science & Applications 2篇，Physical Review B 1篇，Opt. Lett. 2篇，Opt. Express 2篇，Appl. Phys. Lett. 2 篇等論文，應邀49次在國際學術會議上做邀請報告，二十餘次作為組委會委員參與相關國際會議組織。本項目研究成果受到國際同行的熱點關注，我們關於梯度特異介質表面的系列工作發表總引用次數就超過550次，等等。
