《石墨烯特異介質表面對電磁波的動態調控》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：石墨烯特異介質表面對電磁波的動態調控
- 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
電磁特異介質因其對電磁波的強大調控能力，引發了國際上的研究熱潮。基於常規金屬構建的特異介質在取得巨大成就的同時也碰到了發展的瓶頸：人工原子的亞波長性難以保證和體系的動態可調性差。石墨烯具有動態可調的等離激元共振和超亞波長的光學回響，因而成為解決上述問題的理想材料，石墨烯特異介質也逐漸成為特異介質研究的一大熱點。申請人擬利用自身多年來在特異介質研究方面的工作積累，通過與在石墨烯領域作出重大貢獻的合作者的密切合作，結合理論、模擬、製備和實驗，研究石墨烯特異介質表面對電磁波的動態高效的調控。為此我們將由簡入繁地開展如下研究：1、將整片無結構的石墨烯與特異介質表面相結合，探索其對電磁波動態調控的機理及套用；2、將刻有微結構的石墨烯與特異介質相結合，研究兩種等離激元之間的耦合機理及套用；3、面對實際套用需求，基於上述兩部分研究結果，設計並實現部分動態可調的太赫茲器件雛形。
結題摘要
本項目針對傳統超構材料動態可調性差這一關鍵科學問題，基於石墨烯超構表面展開了系統研究，取得了一下幾個方面的研究成果：1、揭示金屬/介質/金屬三明治型超構表面功能多樣化的物理根源，利用石墨烯超構表面實現大幅動態調控電磁波相位,並實現了一批太赫茲可調功能性器件。團隊在完成項目既定目標的同時，還根據本領域研究熱點和團隊科研優勢開展了以下超構材料相關研究：2、基於變容二極體構建的可調人工原子實現了一系列微波高效可調超構表面功能性器件；3、基於偏振依賴電磁超構表面實現對電磁波的高效多功能調控；4、利用幾何相位超構表面實現對手性光的高效調控；5、基於超構表面實現對表面波的高效調控；6、超構表面中角度色散的理論和實驗研究；7、超構表面相關的合作拓展研究。 在本項目支持下，團隊共發表SCI 論文36篇，其中包括Physical Review X 1篇，Physical Review Letters 1篇，Light：Science & Applications 3篇，Physical Review Applied 3篇，Advanced Optical Materials 3篇，ACS Photonics 1篇，Annalen der Physik 1篇等高影響力論文，獲得8項國家發明專利授權，主辦國內外學術會議三次，應邀46次在國際學術會議上做邀請報告，20餘次作為組委會委員參與相關國際會議組織，培養博士研究生7人。本項目部分研究成果已經與實際套用相結合，解決了軍民套用方面的實際問題。本項目的科研成果不僅具有非常重要的基礎科研價值，大大提升了團隊在超構材料研究領域的國際影響力，而且在國防、信息等領域取得了重要的實際套用。 團隊相關研究內容於2016年榮獲上海市自然科學一等獎。項目負責人於2015年寶鋼優秀教師獎，2016年獲上海市自然科學牡丹獎和美國光學學會青年科學家獎，2017年入選上海市領軍人才和科技部中青年科技創新領軍人才，獲得美國物理學會傑出審稿人稱號，2018年入選美國光學學會會士。
