近日，深圳大學(xué)電子與信息工程學(xué)院汪國平教授團(tuán)隊聯(lián)合香港大學(xué)，在Light: Science & Applications（影響因子20.6，中科院一區(qū)Top期刊）發(fā)表了題為“Continuous evolution of Fermi arcs in a minimal ideal photonic Weyl medium”的研究論文。深圳大學(xué)副教授劉亞超為第一作者，深圳大學(xué)教授汪國平和香港大學(xué)教授張霜為共同通訊作者，深圳大學(xué)為第一完成單位。

近年來，拓?fù)涔庾訉W(xué)的興起為光子器件的設(shè)計和應(yīng)用帶來了許多新的可能性。其中，光子外爾介質(zhì)因其獨(dú)特的拓?fù)浔砻娌ㄌ匦远鴤涫荜P(guān)注。然而，盡管外爾介質(zhì)中描述表面波特性的費(fèi)米弧具有重要的物理意義，但其形狀通常是固定的，這限制了人們對拓?fù)浔砻娌ǖ牟倏啬芰?。?dāng)前的研究領(lǐng)域亟需一種能夠靈活調(diào)整費(fèi)米弧形狀的方法，以實現(xiàn)更廣泛的應(yīng)用。

汪國平教授團(tuán)隊提出了一種通過調(diào)整空氣層厚度來連續(xù)改變光子外爾介質(zhì)中費(fèi)米弧形狀的方法。通過在兩層光子外爾介質(zhì)之間插入不同厚度的空氣層，成功實現(xiàn)了費(fèi)米弧形狀從凸形到凹形的的連續(xù)變化。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，凹形的費(fèi)米弧表面波能夠在空氣層中實現(xiàn)拓?fù)浔Ｗo(hù)的電磁牽引力，并且這種牽引力在廣泛的入射角度范圍內(nèi)都有效。

這項研究展示了通過光子外爾介質(zhì)實現(xiàn)拓?fù)浔Ｗo(hù)的電磁牽引力的潛力，為未來的光子器件設(shè)計和應(yīng)用開辟了新的方向；同時該研究還深化了人們對光子外爾介質(zhì)物理特性的理解，為拓?fù)涔庾硬牧系膶嶋H應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。

光子費(fèi)米弧形狀連續(xù)演變及穩(wěn)定的光牽引力示意圖

該論文得到國家重點研發(fā)計劃項目（2022YFA1404500）、國家自然科學(xué)基金重點及面上項目（12274302、12434017）以及深圳大學(xué)2035追求卓越研究計劃的支持。

論文鏈接：https://www-nature-com-s.webvpn.szu.edu.cn/articles/s41377-024-01632-w