《南开大学在自由电子-光子相互作用领域取得进展》

  • 来源专题:光电信息技术
  • 编译者: 王靖娴
  • 发布时间:2025-02-11
  •   【内容概述】近日,南开大学物理科学学院蔡卫教授、许京军教授领导的课题组首次在实验上证实了二维尺度下的史密斯-珀塞尔辐射,即极化激元的产生,并且进一步展示了自由电子对二维史密斯-珀塞尔辐射调控能力。该研究成果以“二维史密斯珀塞尔辐射(Smith-Purcell Radiation in Two Dimensions)”为题在线发表于国际知名期刊《物理评论快报》(Physical Review Letters)上。 

      研究团队通过自由电子与设计的金属纳米孔阵列之间的相互作用观测到二维史密斯-珀塞尔辐射,并进一步通过引入二维相控阵雷达效应,证明了二维史密斯-珀塞尔辐射方向的主动调控性。这一创新成果不仅加深了对自由电子和光相互作用的理解,也在构建利用电子产生和操控二维光学平台等方面具有重要意义。 本研究相关工作得到了国家科技部重点研发计划项目、广东省基础与应用基础研究重大项目以及国家自然科学基金委等项目的资助。 

  • 原文来源:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MjM5MjIxNzI4Mg==&mid=2654046817&idx=1&sn=d07c7878f08aa3b7239d6b28ba484171&chksm=bcdc0da1e5c3eaac40ad196a80011916373c0510f39200792aab88e87cd0648625f8c0e3f15b#rd
相关报告
  • 《南开大学联合团队在电催化水分解制氢研究中取得进展》

    • 来源专题:可再生能源
    • 编译者:武春亮
    • 发布时间:2024-08-06
    • 近日,从南开大学获悉,南开大学电子信息与光学工程学院罗景山教授团队联合西班牙巴斯克大学科研团队,在电催化水分解制氢研究中取得重要进展。 据了解,该联合团队利用金属载体相互作用构筑了碱性条件高活性析氢催化剂,能够在每平方厘米5安培的大电流密度下稳定运行超过1000小时,满足了 阴离子交换膜 电解水制氢 技术商业化应用的需求,相关研究成果在国际学术期刊《自然·通讯》发表。 氢能 作为一种低碳高效的清洁能源,在全球能源转型和应对气候变化方面扮演重要角色。以可再生能源电解水制氢为代表的绿氢在生产过程中不产生温室气体,被广泛视为实现碳中和目标的重要路径之一。 Ru NPs/TiN的合成示意图。(受访者供图) 目前,碱性电解水(ALK)和质子交换膜电解水(PEM)两种电解水制氢技术占比较高。其中,ALK制氢技术生产成本低、工业化成熟,但产生的氢气纯度不高且能量效率低。PEM制氢技术能量效率高,产生的氢气纯度较高,但成本较高。而阴离子交换膜(AEM)制氢技术被认为是集两者优势于一体的第三代电解水制氢技术,具有高效率、低成本、快速启停等优势,但在大电流密度下电解槽系统稳定性不足限制了其产业化应用。 罗景山介绍,开发大电流密度下寿命长、性能稳定的催化剂是AEM制氢技术亟待解决的核心问题之一。 “我们使用氮化钛负载的钌纳米颗粒催化剂组装了AEM电解槽,能在每平方厘米1安培、2安培和5安培的电流密度下稳定运行超过1000小时,性能几乎没有衰减。”论文第一作者、南开大学电子信息与光学工程学院2021级博士生赵佳说。 “在每平方厘米5安培的工业级电流密度下,我们的研究成果能够在AEM电解槽中高效稳定运行,克服了催化剂容易不稳定的问题,满足了AEM制氢大规模商业化应用的需求。”罗景山说,“未来,团队将继续投入到绿氢制备技术的自主研发之中,促进科技成果尽快转化落地,为构建零碳、低成本、安全可靠的绿氢能源供给体系贡献力量。”
  • 《突破 | 吉林大学研究团队在集成光子芯片领域取得重要进展》

    • 来源专题:光电情报网信息监测服务平台
    • 编译者:husisi
    • 发布时间:2022-06-06
    • 日前,吉林大学电子科学与工程学院超快光电技术研究团队在集成光子芯片领域取得重要进展,该研究成果以“Non-Abelian braiding on photonic chips”为题在线发表于《自然•光子学》。 飞秒激光直写技术是一种将脉冲激光光束聚焦于材料表面或内部,通过激光焦点与材料的非线性相互作用,引起材料性质改变的微纳加工技术。得益于其独特的加工方式,飞秒激光直写技术可以实现任意三维形状结构的加工制备,这给片上三维光子集成提供了可能。然而,当前成熟的片上光子器件的设计原理大多是面向二维芯片,面向第三个空间维度的研究仍然十分缺乏。将片上光子集成推广到三维,除了可以在物理空间上为提高器件的集成度提供直接解决方案,更可以提供新的物理自由度用于设计新型片上光子操控手段。 图.光子芯片上多个光子态的非阿贝尔编织实验 针对飞秒激光直写三维光子芯片的巨大应用潜力,研究团队提出并在芯片上成功验证了一种新型三维光子集成与操控机制??非阿贝尔编织机制,用于实现片上光量子逻辑等应用。非阿贝尔编织的概念最早在凝聚态领域被提出,用于实现受拓扑保护的量子计算。非阿贝尔编织本质上是实现一个幺正矩阵变换,因此可以利用光学体系中的贝里几何相位矩阵来实现这一操作。 沿着这一思路,研究团队在光子芯片上成功实现了多达五个光子模式的非阿贝尔编织现象,通过激光实验和单光子实验分别验证了非阿贝尔编织的重要特性---编织结果依赖于编织顺序,并通过巧妙的干涉实验提取了非阿贝尔规范势引起的贝里相位矩阵。该编织机制具有非常好的可拓展性,通过拓展编织模式的个数和编织步骤可以构造丰富的贝里相位矩阵,面向片上光量子逻辑等应用。未来通过拓展非阿贝尔编织机制到其它光学系统中,利用贝里相位矩阵作为新的自由度,将为研究者们提供更多的手段来操控光子。