科学家首次在稀土晶体中发现双曲声子极化激元

本报讯（记者李思辉 通讯员王俊芳）近日，中国地质大学（武汉）教授李国岗、教授戴志高团队联合新加坡南洋理工大学教授王岐捷、助理教授胡光维团队，首次在非双曲晶体钒酸钇中观察到双曲表面声子极化激元，突破了学界对双曲极化激元依赖“本征双曲材料”的传统认知，提出了“非双曲极化激元”新范式。相关成果在线发表于《自然》。

双曲材料因独特的电磁特性被视为纳米光子学的核心载体之一，但其光学响应被限制在固定的双曲频段，极大限制了应用潜力。

稀土材料因独特的光、电、磁、催化等性能，被誉为“工业维生素”，在现代高科技领域中扮演着不可或缺的关键角色。这项研究以稀土晶体钒酸钇为平台，通过实空间纳米成像与理论分析，在该材料的非双曲频段内发现了具有双曲色散特征的表面极化激元。通过温度调控，研究团队实现了极化激元从双曲形到椭圆形的光学拓扑相变，并揭示其低损耗、长距离传播特性。

该研究极大拓展了极化激元可调控性的频谱范围和双曲材料库，以及稀土材料在极化激元纳米光子学领域的新应用，可为高灵敏传感、超分辨成像等应用提供关键支撑。

相关论文信息：

10.1038/s41586-025-09288-1