雙曲材料因其獨特的電磁特性被視為納米光子學的核心載體之一，但其光學響應被限制在固定的雙曲頻段，極大限制了應用潛力。7月17日，中國地質大學（武漢）李國崗教授、戴志高教授團隊聯(lián)合新加坡南洋理工大學王岐捷教授、胡光維教授團隊在《自然》（Nature）發(fā)表論文《非雙曲材料中發(fā)現(xiàn)長程雙曲極化激元》。該研究首次在非雙曲晶體釩酸釔（YVO?）中觀察到雙曲表面聲子極化激元，突破了學界對雙曲極化激元依賴“本征雙曲材料”的傳統(tǒng)認知，提出了“非雙曲極化激元”新范式。
（a）傳統(tǒng)雙曲材料與釩酸釔晶體的介電張量符號關系及雙曲范圍；（b）基于釩酸釔晶體的溫度驅動光學拓撲轉變
稀土材料因其獨特的光、電、磁、催化等性能，被譽為“工業(yè)維生素”，在現(xiàn)代高科技領域中扮演著不可或缺的關鍵角色。本項研究以稀土晶體釩酸釔為平臺，通過實空間納米成像與理論分析，在該材料的非雙曲頻段內發(fā)現(xiàn)了具有雙曲色散特征的表面極化激元。通過溫度調控，團隊實現(xiàn)了極化激元從雙曲型到橢圓型的光學拓撲相變，并揭示其低損耗、長距離傳播特性。該研究極大拓展了極化激元可調控性的頻譜范圍和雙曲材料庫，并拓展了稀土材料在極化激元納米光子學領域的新應用，可為高靈敏傳感、超分辨成像等應用提供關鍵支撐。（王俊芳、焦思勤）
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（原載 人民網 2025年7月18日）
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