第五届等离激元光子学前沿国际会议在南京成功

图5、FOP5会议期间花絮。

此外,在金属纳米结构上可以激发出表面等离激元,能够突破光的衍射极限,将光场压缩到纳米尺度并增强局域光场的强度。

  本次会议的召开将为更多的国内学者和学生提供与国际同行交流的机会,对于促进厦门大学化学和物理相关学科的发展具有积极的意义。

(物理学院 科学技术处)

再比如,科研人员可以利用纳米结构在亚波长尺度对光进行调控,使不同频率的光具有不同的透射、反射等,从而产生结构色,例如一些鸟类羽毛的颜色。

  本次会议的主题包括量子等离激元、等离激元增强光谱、等离激元诱导化学、等离激元增强光捕获、等离激元新概念、有源等离激元、等离激元超材料、新型等离激元材料和等离激元在医学和生物等领域的应用等,涵盖了化学、物理、生物、材料和工程等范围广泛的交叉学科,对引领该领域的最前沿研究进行了深入地交流探讨。会议邀请了35位全球相关研究领域最顶尖科学家作邀请报告,包括美国Rice大学的美国科学院院士Naomi Halas教授和美国加州大学伯克利分校的美国工程院院士张翔教授等。参会总人数达280余人,包括来自13个国家和地区的30余位境外专家学者。

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(原载于《科技日报》 2018-12-20 05版)

  由中国科学院物理研究所和厦门大学主办,固体表面物理化学国家重点实验室和物理所纳米物理与器件实验室承办的第三届等离激元光子学前沿国际会议于2014年3月26日至4月1日在厦门大学召开。会议主席为任斌教授、徐红星研究员、中国科学院院士田中群教授、美国科学院院士Naomi Halas教授和Peter Nordlander教授。

第五届等离激元光子学前沿国际会议(The Fifth International Conference on Frontiers of Plasmonics, FOP5)于2018年4月20-24日在南京成功召开。该会议由南京大学物理学院、现代工程与应用科学学院、固体微结构物理国家重点实验室和武汉大学物理科学与技术学院联合承办,南京大学彭茹雯教授、祝世宁院士、武汉大学徐红星院士、美国RICE大学Naomi Halas院士和Peter Nordlander教授共同担任大会主席。来自美国、英国、法国、瑞典、西班牙、韩国、新加坡、以色列等12个国家和地区的70多所高校和研究所的310余位专家和学者出席该会议,其中包括美国加州大学伯克利分校张翔院士、厦门大学田中群院士、瑞典Chalmers University of Technology的Mikael Kall教授、美国加州大学Santa Barbara分校Martin Moskovits教授、台湾大学Din Ping Tsai教授以及一批国内外相关领域的杰出科学家。

纳米光子学领域的研究涵盖广泛,主要包括纳米光子学材料生长、纳米结构的组装和加工制备,以及表面等离激元、光子晶体、超快光谱、近场光学表征的材料、机理、表征方法、器件和应用等。

  

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等离激元领域的能量损耗就是其中一个关键问题,限制了等离激元纳米光波导和其他纳米光子学器件的应用。科研人员一方面在尝试解决损耗的问题,另一方面也在尝试怎么利用等离激元的损耗来设计新型器件。

  等离激元光子学前沿国际会议由徐红星研究员等自2010年发起,每两年举办一次,旨在汇聚国际等离激元光子学领域的顶尖学者,探讨和交流前沿科研成果及所面临的挑战。每一届的会议都由中国科学院物理研究所联合国内另一研究机构主办,第一届会议于2010年在西安召开,第二届于2012年在成都召开,吸引了众多国际和国内著名科学家参会。

图1、FOP5会议部分参会者合影。

可与量子信息技术强强联手

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“目前在纳米光子学领域,无论是在基本理论还是实用化方面,仍然面临着许多难题。”徐红星说。

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量子限域效应就是其中之一。利用这种效应,科研人员可以通过改变纳米结构例如量子点的尺寸来调节其发光波长。

4月21日彭茹雯教授主持开幕式,祝世宁院士代表FOP5组织委员会首先致欢迎辞并介绍FOP5会议组织情况,接着陈延峰教授介绍南京大学固体微结构物理国家重点实验室,然后该系列会议发起人和大会共同主席Naomi Halas院士、Peter Nordlander教授、徐红星院士等回顾等离激元光子学前沿国际会议创办初衷,并高度称赞近十多年中国学者在该领域的出色表现。国家自然科学基金委数理科学部物理科学一处倪培根处长、南京大学人力资源处王振林教授、南京大学科研处秦猛教授、物理学院李建新教授、现代工程与应用科学学院李涛教授等出席开幕式和会议其他活动。

北京大学物理学院研究员施可彬告诉记者,近年来随着纳米材料和结构的设计和制备技术、先进光学表征手段等的快速发展,以及人才队伍的不断扩充,我国在纳米光子学领域取得了一系列重要的原创性成果,在若干个重要研究方向上已经达到国际一流水平。

该FOP5会议受到来自教育部、科技部、国家自然科学基金委、江苏省物理学会、江苏省光学学会、南京大学和武汉大学等资助。在会议筹备和召开期间,FOP5会议秘书组倾注大量时间和精力,物理学院办公室也给予了很多指导和帮助;在会议期间,南京大学物理学院和现代工程与应用科学学院部分研究生担任该会议志愿者,充分展示南京大学学生优秀的素质和夺人的风采。

“纳米光子学将与量子信息领域相结合,为量子态的制备、量子信息器件的设计及片上集成提供新的基础;纳米光子学在光催化、精密传感等领域的不断突破也有望为下一代变革性技术的研发铺平道路。”徐红星介绍。

在为期五天的会议中,FOP5会议共举行83场邀请报告,另有116篇论文进行了墙报交流,内容涵盖等离激元光子学和微纳光学相关的众多研究领域,包括量子等离激元、等离激元与物质相互作用、表面/针尖增强光谱、等离激元超构材料与超表面、拓扑光子学、化学生物传感、石墨烯等离激元、等离激元光子器件、近场光学与非线性光学等。此外,会前举办了两场教学性讲座;会议期间评选出15项最佳张贴报告奖,开展了“Meet PRL editor”和“Meet NSR editor”等活动。

诸多奇特的物理效应

图4、张贴报告的场景以及颁发最佳张贴报告奖等。

“当材料的尺寸缩小到纳米尺度后,会产生许多新奇的物理效应。”中科院物理所研究员魏红告诉记者。

图3、FOP5会议期间报告场景等。

国家纳米科学中心纳米光子学研究部研究员戴庆接受科技日报记者采访时介绍,纳米光子学技术主要研究纳米尺度上对光的操纵,能够突破光的衍射极限并对光的发射、吸收等性能进行更精细的调控。因此这种技术在高灵敏检测、传感、LED、太阳能电池和通讯等领域有巨大的应用潜力。

图2、FOP5会议开幕式剪影。

徐红星告诉记者,表面等离激元可以将光场束缚在远小于光的波长的空间范围内,实现名副其实的纳米光子学。当前,它已在诸多方面展现出巨大的应用前景。

该FOP5会议充分展示了国内外等离激元光子学和微纳光子学领域的最新前沿研究,为相关研究领域的科研人员提供了面对面交流和讨论的平台,同时也研讨了该领域未来发展的创新性思路,获得了参会学者们的一致肯定和好评。该次会议的召开对提升我国在等离激元光子学和微纳光子学领域的国际影响力起到积极作用,同时也将促进该研究领域继续蓬勃发展。

“另一方面,以人工微结构、人工‘原子’或‘分子’为单元构筑的超构材料、超构表面也是推动纳米光子学发展的重要力量。它们具有超透射、负折射、隐身等奇异的光学现象,将光学研究带入一个新的方向。”南京大学现代工程与应用科学学院教授李涛说。

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“表面等离激元是材料中的电子被激发后以光频集体振动,以波的形式沿材料表面传播的一种元激发。类似于石头抛在水中会激起水波沿水面传播。”戴庆解释说。

在纳米尺度下操纵光

“随着现代微纳米加工技术和光学技术的不断发展,近20年来,纳米光子学在世界范围内得到迅猛发展,展现出强大的生命力。”中科院院士、武汉大学物理科学与技术学院教授徐红星介绍。

在徐红星看来,纳米光子学技术是影响国家未来核心竞争力的重要战略研究方向之一,也是新经济增长点的支撑技术之一。拥有纳米光子学技术知识产权并推广这些技术,将有力提升我国在经济和国防安全等领域一些关键点的竞争优势。

在纳米尺度下,光子与物质之间会发生什么奇妙的反应?破译它们之间的“悄悄话”,会对科技带来哪些革新?近日召开的第Y3次香山科学会议(第3次青年学术讨论会)以“纳米光子学材料”为主题,主要关注的就是这些话题。

所谓纳米光子学,是以纳米尺度下的光与物质相互作用机理及应用为核心的交叉学科。

例如,基于表面等离激元实现的亚波长光波导、分光器、调制器、激光器、探测器等功能单元正逐步完备,以金属纳米结构作为光学天线进行光能转换用于癌症热疗、海水淡化、增强催化等方面也崭露头角。

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