凯发k8官网王牧研究组最近在微结构光吸收材料研究中取得新进展，首次实现了三维立体金属微结构的“完美”光吸收。
入射到物体表面的电磁波既不被透射也不被反射或散射，电磁波的能量被物体完全吸收，这种电磁波的吸收效应在能源、军事、通讯、传感等多个领域有着广阔的应用前景。近年来随着超构材料的发展，利用超构材料实现对电磁波的高效率吸收成为相关研究热点。传统方法中利用超构材料实现光吸收通常遵循三明治式设计原则，即在贵金属薄膜衬底上制备一定厚度的介质层，再在介质层上表面制备特定设计的金属图案。研究表明，尽管这种三明治式结构通常可以在各个波段实现较高效率的吸波，但是中间介质层阻碍热传导。
最近王牧研究组的青年教师熊翔博士等提出并实验实现了一种新型微结构光吸收材料。他们设计制备出一种三维立体金属微结构，当红外光入射时,面电流被激发并且沿金属结构表面形成振荡，导致入射波的能流从自由空间向微结构处汇聚，从而电磁波能量逐渐转化为热能，实现连续金属薄膜“完美”的红外光吸收。实验技术上该研究利用飞秒脉冲双光子激光直写，首先制备出精心设计的微米尺度三维结构，随后在结构表面覆盖一层几十纳米厚的金属薄膜。实验证实，在中红外波段该三维金属微结构可以实现效率超过90%的吸收。另外，该研究还进一步证实，通过改变样品的几何参数，被吸收的红外光频率可以按照需要调节；同时，这种微结构光吸收性质还可以由电磁波的偏振方向来调控。在吸波过程中由于等离激元在金属与空气的界面被激发，所以仅有金属薄膜起到作用，而金属薄膜下方的材料可以灵活选择，这就摆脱了传统三层式设计在两层金属中间必须添加介质层的要求。此外，该设计中的金属薄膜完整连续，在吸波过程中产生的热量可以沿着金属表面迅速传输，因而既具有“完美”光吸收特性，又具有很好的热稳定性能。
该项研究工作2013年8月发表于Advanced Materials 25, 3994 (2013)，同时文章被选为该期Frontispiece彩页。该论文的第一作者是熊翔博士，王牧教授是该论文的通讯作者，彭茹雯教授和博士生蒋尚池、胡宇辉也参与了该工作。该研究工作受到科技部、国家自然科学基金委和江苏省自然科学基金的资助。（物理学院 郝西萍）
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