《金屬和介電人工微納結構中元激發和電磁回響》是依託南京大學，由彭茹雯擔任項目負責人的重點項目。
基本介紹
- 中文名：金屬和介電人工微納結構中元激發和電磁回響
- 項目類別：重點項目
- 項目負責人：彭茹雯
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬從實驗和理論兩方面研究微納結構中元激發與電磁回響規律。探討電磁波穿越不同組合和不同調製方式的金屬和介電多層微納結構時元激發的產生和演化規律，揭示該系統中電共振和磁共振與元激發（如表面等離激元與磁等離極化激元等）的關係,揭示共振現象發生的物理本質；探討通過改變入射光的偏振在同一微納結構中實現電共振和磁共振的同頻率轉換,揭示其物理本質,給出實現負折射材料的新途徑;探討該系統中傳播型與局域型等離激元之間的相互作用，利用具有周期、準周期和分形等特徵的表面調製結構以及單個結構單元的構型變化來實現對等離激元的調控，構築等離激元晶體和準晶體並實現對其能帶結構的調控；探討元激發與微納結構的相互作用以及元激發的輻射效應，開發和研製基於元激發的新型光電功能材料和器件(如光頻納米天線和太赫茲波導等)。通過這些研究期望揭示微納結構中元激發與電磁回響規律，探索基於元激發的新一代信息載體。
結題摘要
本項目從實驗和理論兩方面系統研究了金屬和介電人工微納結構中元激發與電磁回響,發現了該微納結構體系中有關元激發產生和傳輸的若干新效應，揭示了相關係統中電磁共振的物理本質和操控光與元激發的若干新原理和新思路，並展示它們在發展基於元激發的新型光電功能材料和器件等方面的套用,得到了一些很有意義的研究結果。例如，發現和實驗證實一維和二維金屬光柵對很寬頻帶的光是透明的，同時揭示了發生該現象的微觀機制，展示了光和表面等離激元之間的相互轉換，給出了增強等離激元的激發和傳播的途徑,並將相關概念推廣至其它元激發系統。該系列工作為構建寬頻超構材料提供新思路，同時這種透明金屬在光信息處理和光集成等方面展示誘人的套用前景。又如，提出和實驗證實在金屬和介電人工微結構中時間延遲可以實現相位積累進而實現光偏振態的操控,給出金屬和介質微結構寬頻調控光偏振態的一般性原理；進一步地，基於人工金屬微結構中多波干涉效應實現了自由高效操控偏振的轉換與旋轉,該系列工作拓展了人們對微納結構與光偏振態相互作用規律的認識，給出了人工微小結構控制光偏振性質的新思路，在信息處理、高分辨成像、材料分析等方面可望有重要的套用。再如，發展出二維及三維微納陣列結構製備新方法，實現了周期、準周期和分形特徵的等離激元結構，揭示了它們的能帶特性；揭示了金屬和介電人工微納結構中電磁共振的物理本質，給出了諸如新型負折射材料、可用於超高分辨光譜學和成像的共振腔系統、近完美吸波材料與原型器件、同時具有空間分離和時間分辨的波分復用材料和原型器件等新型光電材料和器件。 本項目研究工作給出了金屬和介電微納結構中元激發與電磁回響的若干新規律和新效應, 並展示了它們在發展基於元激發的新型光電功能材料和器件等方面的套用。有關工作在Physical Review Letters、 Advanced Materials、Physical Review X、 Applied Physics Letters 和Physical Review B等學術期刊上發表SCI論文49篇, 申請國家發明專利3項。項目執行順利, 很好地完成了原先的研究計畫, 並且根據國際發展的新熱點, 適時地豐富了相關研究內容。
