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) 和 (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。