The combination of spoof-plasmonic metamaterials and photonic crystal, which is a new type of multi-scale artificial electromagnetic (EM) material, has become the research focus of physics, materials, electromagnetics, photonics, and information science. It is well-known that photonic crystal can change EM wave properties via its band structures, but so far band diagrams of spoof-plasmonic crystals are usually obtained with numerical methods, where intuitive physics insights is absent. The absence of physics insight is not good for the efficient designs of future miniaturized and functional EM devices. This proposal aims at studying the EM coupling between spoof plasmonic modes, formation mechanism of spoof plasmonic band diagram, and how spoof plasmonic crystal controls EM waves. Based on these studies, we will explore efficient design methods of miniaturized and functional EM devices.
对人工表面等离激元超构材料与光子晶体相结合的跨尺度人工电磁材料的研究,已成为物理学、材料学、电磁学、光学、信息科学等多个领域的前沿和研究热点。光子晶体对电磁波的调控是通过其能带产生作用;但迄今为止,人工表面等离激元光子晶体能带都是通过数值模拟来获取,缺乏直观的物理理解,不利于将来小型化功能电磁器件的高效设计。本项目拟对人工表面等离激元之间的电磁耦合效应、人工表面等离激元光子晶体能带形成机制和对电磁波的调控机理开展系列研究。在此基础上,探索小型化功能电磁器件的高效设计方法。
在本项目支持下,项目团队重点研究了两种耦合调控方法:①基于宏观插入结构的耦合调控机理,及其对Kagome晶格能带高阶拓扑特性的调控作用;②基于扭转双层二维材料中层间量子效应的耦合调控及其现象。在宏观耦合调控方面,我们成功制备了二维Kagome晶格谐振器阵列,实验观测到二阶拓扑角态,为观测高维高阶拓扑态奠定了基础。在量子耦合调控方面,我们建立了将双层二维材料中非局域电导率等效为单层模型中局域手性电导率与磁导率的方式;并发现该体系可以支持手性SPP模式;该模式同时具有横向自旋与纵向自旋自由度,在电磁自旋-轨道相互作用领域具有重要的应用价值。
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数据更新时间:2023-05-31
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