非雙曲材料中發現雙曲極化激元

科技日報武漢7月17日電 （記者吳純新 通訊員王俊芳）17日，記者從中國地質大學（武漢）獲悉，該校李國崗教授、戴志高教授團隊聯合新加坡南洋理工大學王岐捷教授、胡光維教授團隊，首次在非雙曲晶體釩酸釔中觀察到雙曲表面聲子極化激元，突破了學界對雙曲極化激元依賴“本徵雙曲材料”的傳統認知，提出“非雙曲極化激元”新範式。相關研究成果發表於國際學術期刊《自然》。

雙曲材料因其獨特電磁特性被視為納米光子學的核心載體之一，但其光學響應被限制在固定的雙曲頻段，極大限制了應用潛力。

研究團隊以稀土晶體釩酸釔為平台，通過實空間納米成像與理論分析，在該材料的非雙曲頻段內發現了具有雙曲色散特徵的表面極化激元。通過温度調控，研究團隊實現了極化激元從雙曲形到橢圓形的光學拓撲相變，並揭示其低損耗、長距離傳播特性。

據瞭解，稀土材料因其獨特的光、電、磁、催化等性能，被譽為“工業維生素”，在現代高科技領域中扮演着不可或缺的關鍵角色。上述研究極大拓展了極化激元可調控性的頻譜範圍和雙曲材料庫，有助於探索稀土材料在極化激元納米光子學領域的新應用，可為高靈敏傳感、超分辨成像等應用提供關鍵支撐。