自旋光子学小组利用微结构超表面实现很强的光子自旋霍尔效应 -湖南大学物理与微电子科学学院

自旋光子学小组利用微结构超表面实现很强的光子自旋霍尔效应

创建于2015年06月01日星期一作者 : wlxyuser1 浏览量 :

最近，物电学院罗海陆副教授领导的自旋光子学研究小组发现，基于电介质超表面可以实现很强的光子自旋-轨道相互作用，产生很大的自旋相关的相位梯度，从而实现巨大的光子自旋分裂。这种自旋相关的分裂现象又叫做光子自旋霍尔效应。它类似于电子系统中的自旋霍尔效应：自旋光子扮演自旋电子的角色，而自旋相关的相位梯度则起外场作用。此外，通过人为设计超表面的结构，可以获得特定的相位梯度，从而实现对光子自旋的任意调控。相关结果发表在Nature旗下刊物《Light: Science & Applications》上，该刊物属JCR分区物理类一区刊物，2013年影响因子为8.476。

光子自旋霍尔效应自2004年从理论上预言、2008年首次从实验上证实以来，一直受到物理学界的强烈关注，因为与电子自旋霍尔效应引发科学界对研制新的电子元器件的设想一样，光子作为当今时代信息和能量的重要载体，人们完全有理由期待光子自旋霍尔效应的研究将导致新型光子学器件的产生，并可能衍生出一门类似于自旋电子学(Spintronics)的新学科——自旋光子学(Spin-optics)。特别是，由于光子自旋霍尔效应与凝聚态和高能物理中的自旋霍尔效应有高度的相似性和共同的拓扑根源，所以光子自旋霍尔效应的研究将不仅对光学，同时还对其他学科产生重要影响。

但是，光子自旋霍尔效应是一种常规方法很难观测到的弱效应，所以要实现光子自旋霍尔效应的应用目标，实现对光子自旋霍尔效应的放大和操控十分关键。物电学院自旋光子学研究小组在这方面做出了系列研究成果，累计在Physical Review, Optics Letters, Applied Physics Letters等刊物发表论文20余篇，连续3年受邀在美国举行的自旋光子学国际会议上作邀请报告，并受邀为SPIE撰写基于光子自旋霍尔效应的精密计量的Newsroom文章。

全文链接：http://www.nature.com/lsa/journal/v4/n5/full/lsa201563a.html