地大新聞網訊（記者 王俊芳 焦思勤）雙曲材料因其獨特的電磁特性被視為納米光子學的核心載體之一，但其光學響應被限制在固定的雙曲頻段，極大限制了應用潛力。7月17日，中國地質大學（武漢）李國崗教授、戴志高教授團隊聯合新加坡南洋理工大學王岐捷教授、胡光維（南洋助理教授）團隊在《自然》（nature）發表論文《非雙曲材料中發現長程雙曲極化激元》。該研究首次在非雙曲晶體釩酸釔（YVO?）中觀察到雙曲表面聲子極化激元，突破了學界對雙曲極化激元依賴“本征雙曲材料”的傳統認知，提出了“非雙曲極化激元”新范式。
圖1 （a）傳統雙曲材料與釩酸釔晶體的介電張量符號關系及雙曲范圍；（b）基于釩酸釔晶體的溫度驅動光學拓撲轉變
該研究成果由中國地質大學（武漢）材料與化學學院“無機光電子信息功能材料與器件”研究團隊完成（團隊負責人：李國崗教授），主要完成人為青年教師戴志高教授和2021級博士研究生劉璐（戴志高教授首位博士研究生）。團隊一直圍繞國家稀土新材料和湖北省光電子信息領域的重大需求開展研究工作。稀土材料因其獨特的光、電、磁、催化等性能，被譽為“工業維生素”，在現代高科技領域中扮演著不可或缺的關鍵角色。本項研究以稀土晶體釩酸釔為平臺，通過實空間納米成像與理論分析，在該材料的非雙曲頻段內發現了具有雙曲色散特征的表面極化激元。通過溫度調控，團隊實現了極化激元從雙曲型到橢圓型的光學拓撲相變，并揭示其低損耗、長距離傳播特性。該研究極大拓展了極化激元可調控性的頻譜范圍和雙曲材料庫，并拓展了稀土材料在極化激元納米光子學領域的新應用，可為高靈敏傳感、超分辨成像等應用提供關鍵支撐。
論文第一作者為材料與化學學院2021級博士研究生劉璐，南洋理工大學熊浪浪博士、王重午博士后和白毅華博士后，通訊作者為材料與化學學院李國崗教授和戴志高教授、南洋理工大學王岐捷教授和胡光維（南洋助理教授）。該研究得到了國家自然科學基金、新加坡國家研究基金、中國地質大學（武漢）中央高校基金等多項資助。材料與化學學院為第一完成單位，深圳研究院、地質探測與評估教育部重點實驗室為參與完成單位。（審稿 尚東光）
論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41586-025-09288-1 Long-range hyperbolic polaritons on a non-hyperbolic crystal surface. Lu Liu#; Langlang Xiong#; Chongwu Wang#; Yihua Bai#; Weiliang Ma; Yupeng Wang; Peining Li; Guogang Li*; QiJie Wang*; Francisco J. Garcia-Vidal; Zhigao Dai*；Guangwei Hu*. Nature, 2025, DOI: 10.1038/s41586-025-09288-1.
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