基于二氧化釩相變實現動態可調的亞波長光學材料和器件（特邀）

范仁浩，侯本頎，彭茹雯，王牧

（南京大學物理學院和固體微結構物理國家重點實驗室，南京 210093）

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由于自然界的材料對光的調控能力有限，近年來人們設計了一系列具有特殊光學參數的亞波長人工微納結構，例如表面等離激元結構［1-7］、超構材料［8-11］、超構表面［12-16］等。這些人工微納結構通過特定的形狀設定與空間分布，可以使其對電磁波的響應按照人們的需求在亞波長尺度內被調制［17］，從而實現目前自然界中不存在的材料性質和新奇的物理現象，比如負折射現象［10，18-19］、光學隱身［20-23］、慢光效應［24-26］、寬帶透明金屬［27-29］，等等。然而，基于靜態人工微納結構而研制出的光學材料和器件往往具有固定的光學功能，難以應對復雜多變的實際應用需求。為了解決上述問題，人們引入了光學性能可調控的材料與人工微納結構相結合，一些動態可調控的、可重構的光學材料和器件逐漸被人們設計和實現，使其能夠在外部調控時主動控制電磁波［30-36］。這些光學性能可動態調節的材料包括可以調節載流子濃度的導電材料（如石墨烯［37-41］、半導體［42-43］、透明導電氧化物［44-46］），液晶［47-49］，聚合物［50-52］，非線性材料［53］，相變材料［54-57］等。人們通過機械調控［58-61］、電場、光場或溫度場改變材料的光學參數，從而調節光的振幅、相位、偏振、角動量和傳播方向等，進而實現對光學材料和器件的動態調控。這些動態可調控的光學材料和器件將不再局限于固定的光學響應，而可以根據實際的應用需求實時且動態地改……