西安电子科技大学刘艳教授团队和西北工业大学甘雪涛教授团队针对传统的硅基超表面难以实现高品质谐振的缺点，引入连续域束缚态相关机制，设计和制备了实现高品质因子谐振的硅基超表面。该工作通过在对称周期结构中引入对称破缺，将理想的对称保护型连续域束缚态转换成非理想的“泄露”模式，从而实现高Q谐振。同时利用该模式的特性，调整引入缺陷的大小来控制谐振的Q值变化。最重要的是，可通过改变设计方案，来调整谐振Q值与缺陷大小之间的相互关系。通过在超表面中引入连续域束缚态机制，可以轻松实现和调控高品质因子谐振。同时，在谐振处的结构非线性效应会明显增强。这项工作的结果有利于推广连续域束缚态在超表面中的应用，进一步推动超表面在高Q谐振相关应用方向的发展。
图1 支持BIC的超表面可以实现高Q谐振及非线性效应增强。Q值可以通过改变引入缺陷的大小来控制，同时这种控制关系也可以通过不同的设计方案进行改变（左下）。通过优化结构尺寸，可以轻松实现高Q谐振，同时显著增强THG信号（右下）。
该工作以“High-Q resonances governed by the quasi-bound states in the continuum in all-dielectric metasurfaces”为题作为封面文章发表在英文期刊Opto-Electronic Advances 2021年第6期。
研究团队简介
刘艳，西安电子科技大学微电子学院教授，主要研究方向包括铁电材料纳米器件和新型纳米光子器件。团队一直从事半导体材料和器件方面的研究，在高迁移率沟道CMOS和陡峭亚阈值摆幅器件进行了大量开拓性研究。现承担国家自然科学基金重大研究计划项目，科技部重点研发项目等多项研究项目。近五年内在相关领域主流期刊上发表论文50余篇，申请专利20余项。 团队主要研究成员简介： 郝跃，中国科学院院士，微电子学家，国际IEEE学会高级会员，中国电子学会常务理事。他长期从事新型半导体材料和器件及其可靠性方面的科学研究与人才培养，是国家有突出贡献的中青年专家和微电子技术领域的著名专家。曾出版《氮化物宽禁带半导体材料与电子器件》等多部著作，在国内外著名期刊上发表学术论文500余篇。 韩根全，西安电子科技大学教授，陕西“百人计划”科学家，主持国家杰出青年科学基金项目。长期在半导体材料、器件研制方面从事科研和教学工作，积累了丰富的经验，取得了国际领先的研究成果。在高迁移率沟道CMOS以及Beyond CMOS器件方面取得多项突破性进展，包括创新实现高性能应变锗、锗锡、铟镓砷MOSFET器件，锗锡隧穿场效应晶体管和负电容晶体管。已经发表研究论文150多篇，申请专利30余项。受邀在国际会议作邀请报告10多次，并担任国际会议分会主席。 甘雪涛，西北工业大学教授，主要从事微纳光子学、二维层状材料光电子学、光谱学等方面的基础和应用研究，致力于为新型光学信息处理、片上光学互连、光电子器件提供新理论、新技术。主持国家自然科学基金“优秀青年项目”，重大研究计划项目，取得多项重要进展，在国际国内学术会议上作过20多篇邀请报告，8次担任协会主席，在Nature Photonics、Light: Science & Applications等国际著名SCI期刊上发表论文50余篇。
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