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yb亚博网站张雪峰团队在电磁超表面功能复用及主动调控领域取得新进展

发布者:静发布时间:2021-07-21浏览次数:20

近日,我校yb亚博网站张雪峰、张鉴课题组在纳米科学权威期刊Small(IF = 13.3)发表了最新的电磁超表面研究成果。

论文题为3D Meta-Prisms for Versatile Beam-Steering by Hybridizing Plasmonic and Diffractive Effect in the Broadband Visible(基于等离激元与衍射效应融合机制的三维超棱镜实现宽带可见光的光束驾驭及功能复用),已在线发表在Small期刊上。该研究建议了将光栅衍射与等离激元共振效应相融合的三维超棱镜新概念,并在理论和实验上验证了在宽带可见光范围内其具有偏振或波长复用能力的多功能光束驾驭器件。该论文由本校张雪峰教授、张鉴副研究员与武汉大学李仲阳教授合作,共同第一作者为万成伟博士、代尘杰博士和张鉴副研究员,通讯作者为武汉大学李仲阳教授和亚博手机版网页登陆张雪峰教授。

论文链接:https://doi.org/10.1002/smll.202100561 

如下图1所示,研究工作将局部表面等离共振与闪耀光栅的衍射效应相融合,在原本平坦的超表面上引入空间梯度,建议了将单一横向相位梯度演化成横纵双重相位梯度的一种新型全金属三维超棱镜结构。利用这种维度复用,该论文实现了一种新型多功能复用型超棱镜阵列器件,可以实现偏振或波长调控的具有聚焦功能的凹面镜或者具有散射功能的凸面镜等。这种通过融合等离激元和衍射的独特3D超棱镜结构在光束操控方面简化了阵列设计复杂度并,在多功能光学器件等应用上具有科学价值和应用潜力。


1. 基于等离激元与衍射效应融合机制的三维超棱镜实现宽带可见光的光束驾驭及功能复用

 

为引入3D空间耦合梯度,研究者开创新地利用电子束曝光技术在衬底上精确控制梯形掩膜的开口尺寸,利用铝蒸发过程中在掩膜内自发的收口行为调控不均匀沉积,从而制备出短边矮而长边高的3D楔形不对称结构,实现了全金属的三维超棱镜阵列(如图2所示)。


2. 结合电子束曝光技术和掩模蒸镀方法实现的3D超结构单元阵列

 

该研究得到了国家重大仪器专项、国家自然科学基金、浙江省重点研发计划等项目的资助。并得到浙江省磁性材料研究院(亚博手机版网页登陆)和浙江省3D微纳加工和表征研究重点实验室(西湖大学)的微纳制造技术支持。

 

杭电微纳加工平台简介:

杭电微纳加工平台位于亚博手机版网页登陆文一校区东教楼,隶属于yb亚博网站磁性材料研究院,由张雪峰、张鉴团队2018年6月建成。该平台依托浙江省磁性材料研究院以及相关的课题组和实验室共同建立。该平台为千级洁净度的超洁净间,包含了反应离子刻蚀、紫外曝光机、阵列式团簇设备、探针台等一系列微纳器件加工测试设备,能够实现材料制备、器件集成、微纳加工、物性测试的器件工艺闭环。


杭电微纳加工平台结合电磁材料和微纳加工的未来发展方向,在利用现有平面加工工艺研制微纳结构和器件的同时,重点研究和开发电磁材料与器件的微纳米加工与表征技术,并通过这些技术在相关学科研究应用中探索学科交叉领域,开拓新的应用和研究方向。目前平台已承担国家重大仪器研制项目,国家自然科学基金区域联合重点,国家重点研发计划-政府间国际合作重点专项,浙江省重点研发计划,等一系列国家、省部级重大、重点项目。围绕电磁器件微纳加工,平台开展相关领域前沿研究,并与国内外同行的广泛合作,在材料领域著名期刊包括Nano Lett., ACS Nano, Adv. Mater., Small, ACS Appl. Mater. Interface.Nanoscale, Carbon, Appl. Phys. Lett. 等发表了一系列工作