光电学院许向东教授团队在ACS Photonics等发表多篇研究成果

文:张敏刚 图:张敏刚 / 来源:光电学院 / 2019-09-12 / 点击量:1130

  日前,我校光电科学与工程学院许向东教授在美国化学学会(ACS)旗下的《ACS Photonics》《ACS Applied Nano Materials》《ACS Omega》等多个刊物发表多篇研究成果。

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  4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(简称DAST)具有优良的二阶非线性极化率和电光系数,是目前有机非线性光学材料中最重要的一种。2019年7月,许向东教授团队在《ACS Photonics》上发表题为“Organic DAST Single Crystal Meta-cavity Resonances at Terahertz Frequencies”(有机DAST单晶超腔在太赫兹频率产生共振)的研究论文,反映了该团队在光学领域取得的重要进展。该成果主要由许向东教授与其指导的研究生范凯等完成,范凯为论文第一作者,许向东教授为论文通讯作者,电子科技大学为通讯及第一完成单位,主要合作者还包括美国布朗大学的Jimmy Xu教授等。

  探究与操控光与物质的相互作用是光学领域的前沿与热点。在过去几十年间,人们对光-物质耦合效应进行了大量研究,探索实现极化玻色-爱因斯坦凝聚、激光发射、光放大、量子信息处理等重要成果。但是,由于太赫兹光子的能量低(1THz光子能量仅4.14 meV)、常规有机材料的太赫兹响应弱,所以人们一直无法在太赫兹波段观察到有机材料与微腔的耦合效应。为此,许向东教授课题组利用DAST在1.10 THz的横向光学声子,设计并制作了一种基于DAST单晶的新型超材料,将DAST的分子振动与超材料的结构振动集成在一个系统中,首次在室温条件下观察到有机材料与微腔在太赫兹波段的耦合效应及Rabi分裂现象。重要的是,实测的DAST有机微腔在室温的Rabi分裂频率高达本征振动频率的25%,优于典型的无机微腔在制冷条件下的水平(约22%)。该研究利用DAST单晶特殊的光学和温度敏感性能,还实现了对光-物质耦合效应的可控调节。相关成果是光学领域的重要进展,有助于探索光与有机单晶的共振耦合效应,推动光检测及非线性光学前沿研究的发展。

  《ACS Photonics》是光学领域TOP期刊,目前影响因子为7.143,属于中科院JCR大类一区期刊。

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  1952年,Winfield W. Salisbury提出了Salisbury屏吸波器。这种吸波器通常由底层金属、中间介质层、表层金属导电层组成。在太赫兹波段,为了实现阻抗相匹配,Salisbury屏的表层金属的厚度需严格控制在纳米量级,不利于器件的大规模制作。为此,许向东教授团队设计了一种基于DAST的新型Salisbury屏吸波器。利用DAST声子振动产生的交流电导,获得具有完美太赫兹吸收性能的有机Salisbury屏吸波器。这是国际上首次采用具有绝缘性能的DAST有机物制作Salisbury屏吸波器。团队于2019年5月在《ACS Omega》上发表题为“Salisbury Screen Terahertz Absorber Formed with an Insulator: 4-N,N- Dimethylami-no-4’-N’-methyl-stilbazolium Tosylate (DAST)”(采用DAST绝缘体制作的Salisbury屏太赫兹吸波器)的论文。该工作主要由许向东教授与其指导的博士生谷雨、硕士生王福等完成,谷雨为论文第一作者,许向东教授为论文通讯作者,电子科技大学为通讯及第一完成单位。

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  此外,许向东教授团队还探索揭示了利用碳纳米管调控Meyer-Neldel规则的一种新方法,对于探讨Meyer-Neldel规则的产生与调节机制、调控VOx及VOx-SWCNT薄膜性能等都具有重要意义。相关成果于去年底发表在《ACS Applied Nano Materials》上,题为“Single Walled Carbon Nanotubes-Controlled Meyer- Neldel Rules in Vanadium Oxide Films for Applications as Thermistor Materials in Sensors and Detectors”(单壁碳纳米管控制用作传感器及探测器热敏电阻材料的氧化钒薄膜的Meyer-Neldel规则)。该工作主要由许向东教授与其指导的博士生何琼等完成,何琼为论文第一作者,许向东教授为论文通讯作者,电子科技大学为通讯及第一完成单位。

  2007年,许向东教授从清华大学微电子所被引进到电子科技大学光电学院,在电子薄膜与集成器件国家重点实验室工作,先后从事非制冷红外探测器、太赫兹探测器、电磁超材料、非线性光学材料与器件等领域的前沿基础探索及器件应用研究,多次解决重大科研项目的关键技术问题。在电子科技大学工作期间,许向东教授还以第一发明人申请国内外发明专利24项、已授权21项,在国内外著名学术刊物上发表论文70余篇,其中SCI收录论文40余篇,包括材料学、化学、物理学、光学等多个领域的多种高水平国际刊物。


  论文链接:

  1.《ACS Photonics》

  https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsphotonics.9b00005

  2.《ACS Omega》

  https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsomega.9b00013

  3.《ACS Applied Nano Materials》

  https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acsanm.8b01770

 


编辑:代静  / 审核:林坤  / 发布者:陈伟