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二维材料光电科技国际合作联合实验室范滇元院士团队在《PhysicalReviewLetters》上发表超材料三维光子狄拉克点最新研究成果

发表于 2017-12-13 14:21


研究方向:二维材料


论文作者/专利申请者:深圳大学博士后郭清华为论文第一作者

                                 项元江副教授和访问教授张霜为共同通讯作者

                                深圳大学和英国伯明翰大学为论文共同完成单位


论文题目/专利名称:“Three Dimensional Photonic Dirac Points in Metamaterials”


发表期刊类型/专利申请类型:Physical Review Letters》


发表时间:2017年11月


影响因子:高


论文/专利内容:

     该研究发现,通过设计共振的等效介质,利用电磁波两个横模和两个纵模的正交性,实现了四重简并的狄拉克点,如上图所示,图中的蓝色小球标记狄拉克点的位置。为了验证在狄拉克点附近的色散关系,沿不同的动量方向给出了相应的色散曲线,从图中可以清晰地看到线性的四重简并点。


                                                             

     他们在分析了等效介质实现的狄拉克系统后,设计了一种实际的超材料来实现这些物理特性,根据实现四重简并点的偏振需要,设计了下图 (a) 所示的超材料,弹簧组合可以实现两正交横模和两个正交的纵模,为狄拉克点的形成提供了必要的条件。(b)  (c) 给出了超材料沿不同方向的色散系,(d) 给出了超材料和空气界面的表面态弧的分布,实现了等效介质下的狄拉克系统。


     该工作利用电磁波的电磁对偶特性,实现了三维的光子狄拉克系统,并且分析了自旋选择的表面弧的分布情况。这一理论模型为拓扑光子系统的理解提供了重要帮助。通过狄拉克材料的分析,他们把经典的涡旋和矢量光束与这种拓扑狄拉克系统联系在一起,不仅有效的帮助了大家的理解,并且为狄拉克系统的应用提供了方法。


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