非双曲材料中发现双曲极化激元

科技日报武汉7月17日电 （记者吴纯新 通讯员王俊芳）17日，记者从中国地质大学（武汉）获悉，该校李国岗教授、戴志高教授团队联合新加坡南洋理工大学王岐捷教授、胡光维教授团队，首次在非双曲晶体钒酸钇中观察到双曲表面声子极化激元，突破了学界对双曲极化激元依赖“本征双曲材料”的传统认知，提出“非双曲极化激元”新范式。相关研究成果发表于国际学术期刊《自然》。

双曲材料因其独特电磁特性被视为纳米光子学的核心载体之一，但其光学响应被限制在固定的双曲频段，极大限制了应用潜力。

研究团队以稀土晶体钒酸钇为平台，通过实空间纳米成像与理论分析，在该材料的非双曲频段内发现了具有双曲色散特征的表面极化激元。通过温度调控，研究团队实现了极化激元从双曲形到椭圆形的光学拓扑相变，并揭示其低损耗、长距离传播特性。

据了解，稀土材料因其独特的光、电、磁、催化等性能，被誉为“工业维生素”，在现代高科技领域中扮演着不可或缺的关键角色。上述研究极大拓展了极化激元可调控性的频谱范围和双曲材料库，有助于探索稀土材料在极化激元纳米光子学领域的新应用，可为高灵敏传感、超分辨成像等应用提供关键支撑。