近日,我院教师王波云副教授在国际期刊《International Journal of Quantum Chemistry》上发表的论文“Dynamically tunable terahertz multiple plasmon-induced transparency and slow light in planar metamaterials with rectangular interrupted graphene”,受到全球学者的广泛关注,在2024年第四季度内下载量中位列前茅,获得“Wiley China Excellent Author Program”(Wiley威立中国高贡献作者奖)荣誉称号。
据悉,该奖项是Wiley出版社在广受中国作者认可的期刊中,通过统计由中国作者(通讯作者发文机构为中国大陆机构)发表的所有文章在发表后三个自然月内的全文阅读下载量,并从每本期刊中选择下载量最高的若干篇由中国作者所发表的文章,授予所在机构为中国大陆的中国作者“Wiley威立中国高贡献作者奖”,以表彰作者为科技进步做出的巨大贡献。
等离子体诱导透明(Plasmon Induced Transparency, PIT)效应是原子系统中电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency, EIT)效应与等离子体相结合的一种光学现象,其可以通过不同光学路径光波模式之间的相干干涉作用实现。随着大规模集成PIT光子器件的发展,研究具有简单连续结构下的动态可调谐、大的群折射率、低功耗的多PIT效应及慢光显得非常重要。该论文提出了一种基于矩形间断石墨烯阵列的太赫兹平面超材料新型结构系统,研究了纳米量级尺寸、动态可调谐和多频带的PIT效应及其慢光特性。该论文正确的推导了n重PIT耦合模式理论方程,并且揭示基于石墨烯平面超材料结构、等离激元局域光场和PIT效应慢光的协同增强作用机制,阐明明暗模式耦合机制实现动态可调谐的多PIT效应及慢光的物理机理。采用偏置电压动态的调谐石墨烯的费米能级,在1.5 THz到6.5 THz频率范围内,实现了PIT透射光谱和群折射率的动态连续可调谐。当石墨烯的费米能级从0.7 eV调谐到1.1 eV时,2重PIT系统的群折射率从475.1变化到801.6,并且3重PIT系统的群折射率从583.3变化到886.3。当石墨烯的费米能级为1.1 eV时,该论文提出的单层石墨烯超材料系统获得最大群折射率为886.3,相比于传统的慢光器件,该石墨烯超材料系统能够实现优秀的慢光效果。这一论文得到了评审专家的高度肯定,如评审意见指出“This article has general applicability for multiple PIT effects in specific structures, and the innovation points are very good.” 该论文提出的太赫兹石墨烯平面超材料结构系统,有望在多功能光电器件(超紧凑慢光和光存储器件、超快光开关)和下一代片上集成光电子学等方面取得重要应用。

王波云副教授长期致力于表面等离子体激元、超材料和超表面的基础研究。近年来,先后主持并完成国家自然科学基金理论物理专项1项、湖北省自然科学基金面上项目2项、湖北省教育厅科学技术研究项目2项、孝感市自然科学基金项目1项、校企横向合作项目3项。参与国家973课题1项、国家自然科学基金面上项目1项。在Journal of Physics D: Applied Physics、Physica Scripta、International Journal of Quantum Chemistry等相关领域的重要学术期刊上发表SCI收录论文30余篇,授权国家发明专利3项,申请实用新型专利4项,登记软件著作权26项。指导学生申请获批国家级和省级大创项目9项;先后荣获湖北工程学院“科研十佳”、“科研先进个人”、“教学优秀奖”、“三育人先进个人”、“教学成果三等奖”、“优秀班主任”等荣誉称号。
本工作得到了国家自然科学基金、湖北省自然科学基金的支持。
论文链接:https://doi.org/10.1002/qua.27526