克服金属纳米结构的能量损耗_

香港城市大学（香港城大）最近就能量损耗研究上取得了突破，研究人员发现了一种方法能显著减少微型金属纳米结构（metal nanostructure）中的能量损耗。这一突破是通过改变这些结构的形状实现的，本质上解锁了金属纳米结构的全部潜力，为开发更强大及更高效的纳米级光学器件铺平了道路。

该研究团队由城大电机工程学系讲座教授蔡定平教授和澳洲国立大学的Yuri Kivshar教授共同领导。Yuri Kivshar教授于2023年担任城大香港高等研究院的访问研究员。

（左起）梁尧博士、蔡定平教授、Yuri Kivshar教授（图片来源：香港城市大学）

城大电机工程学系的梁尧博士说：「这项突破解决了长期以来的能量损耗问题，使高性能纳米级光学器件成为可能」。梁博士是这次研究的论文第一作者，相关研究成果的题为“From Local to Nonlocal High-$Q$ Plasmonic Metasurfaces”已发表在科学期刊《Physical Review Letters》上。

一项新的普遍规律--平方根反比定律被发现，它表明如何调整等离子体纳米结构的尺寸可以显著减少能量损耗。这一发现弥合了局域表面等离子体共振（LSPR）和表面等离子体激元（SPP）之间的差距，导致金属阵列中共振品质因数提高两个数量级。这一突破为纳米级更强的光物质相互作用开辟了令人兴奋的可能性。