【#二维晶体# 调控迎来实质性飞跃，中国科学家揭示声子极化激元的控制原理，可用于片上集成光电器件设计】

“虽然有理论预测，但能在实验上第一次观察到新型声子极化激元在光栅两侧的传播图像，依然让我很兴奋。作为一个实验型科研人员，这种兴奋不仅在于成功验证了仿真结果，更在于自己是第一个见证人。”澳门科技大学澳门材料科学与工程研究院助理教授欧清东表示。

近日，在与#新加坡国立大学# 仇成伟教授团队以及电子科技大学张庆副教授团队的通力合作下，他们实现了高性能低损耗极化激元的单向激发与传播。

概括来说，该工作提供了一种当下亟需的控制声子极化激元传播方向的新颖手段，代表着二维晶体声子极化激元调控的一次实质性飞跃。

不过，该研究更大程度上是为未来设计这些光学元件提供新理论与技术思路。期间他们通过天然材料与人工微结构的契合，探索全新的表界面光学物理效应，揭示了声子极化激元的结构工程控制原理，实现了声子极化激元的高端操控，为构筑新型纳米光电子平台奠定了基础。

据介绍，极化激元是一种光与物质的杂化波。在 20 世纪 50 年代初，由中科院院士黄昆先生首次提出这一理论概念。在极性晶体中，当入射电磁波与其晶格振动波耦合时，会衍生出新的模式杂化态，也就是声子极化激元。

近年来，随着二维范德华晶体和实空间红外成像技术的兴起，声子极化激元研究也得到了蓬勃发展。2014 年，科学家们在原子层厚的六方氮化硼晶体中，观测到声子极化激元的传播，揭开了范德华材料体系中低损耗、可调的声子极化激元研究序幕。

在各向异性极性晶体中，声子极化激元显现出大量奇特的光学特征，为在纳米尺度上操控光提供了前所未有的机会。

从根本上来说，声子极化激元的激发与传播决定于晶体对称性。这是因为，晶体的光学性质和极化激元的色散，跟对称性密切相关。

除了立方体之外，在六种各向异性晶系中，具有一个光轴的单轴晶体，通常呈现六方、四方、以及三方晶型；两个光轴的双轴晶体，则属于正交、单斜、和三斜晶系。

当前，在正交晶体中，面内双曲声子极化激元吸引了人们广泛的研究兴趣，因为它表现出超低损耗与长寿命的传播性能、超高的电磁场局域能力、以及定向传播等特点。

虽然，正交晶体的晶胞三个边长度不同，这导致了一定的光学各向异性，但是三个边的夹角依然等于 90 度。这导致其声子极化激元的传播，仍旧具有较高的对称性，具体呈现为四个镜像对称光束。

与正交晶体相比，单斜和三斜晶体有较低的对称性，它们的晶胞边长不等、且相互不垂直。借此，人们得以在单斜三氧化二镓晶体中，发现天然不对称的双曲剪切极化激元，其倾斜的极化激元波前打破了镜像对称，但同时也维持了旋转对称性。

通常，在高对称晶体中、比如晶轴夹角互相垂直的正交晶格里，这种非凡的不对称性一般无法实现。

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#教师节，致敬照亮未来的擎灯人#
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朱满洲，安徽大学教授、杂化材料结构与功能调控教育部重点实验室主任。
自2010年回国，他始终站在教学一线，组建并形成了一支在无机一有机杂化材料化学硏究方面处于前沿地位的研究队伍。他指导的研究生中，有9人获国家留学基金资助，11人获国家奖学金，获国际贵金属协会“杰出研究生奖”、安徽省教育厅“创新之星”奖、“安徽省十佳大学生”各1人。指导本科生获第六届中国国际“互联网+”大学生创新创业大赛铜奖与安徽省金奖，并创立新材料科技有限公司。他领衔的团队获评“首批全国高校黄大年式教师团队”。以第一完成人的身份获2018年度安徽省科学技术奖。

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