报告人：孔祥天

报告题目：手性金属纳米结构的光学热效应及其应用

报告摘要：

      金属纳米结构（包括纳米颗粒）作为光敏感剂被广泛地应用于光催化领域。这得益于金属纳米结构可

以在可见光至近红外波段支持强烈的等离激元共振效应，并伴随有强烈的光吸收和热电子生成等表面效应。

光吸收导致的另一个重要效应是光学热效应。本报告讨论将金属纳米结构的光学热效应应用于控制温度依

赖化学反应的可行性。具体通过构造手性金属纳米结构，利用其等离激元共振效应，研究手性光学吸收和

温度控制，以实现通过切换入射光偏振态的方法在微纳尺度上控制环境温度，从而控制化学反应的目的。

不同于稳态下金属温度的均匀空间分布，我们发现手性结构的等离激元局域场可以在几个皮秒到纳秒时间

内形成非均匀的温度场。这个温度场线性依赖于金属纳米结构的光吸收截面，从而依赖于入射光的偏振态。

尽管金属具有较大的热扩散率，通过设计纳米结构的手性特征，可以实现将几何不对称性转化为温度分布

的偏振依赖特性。我们提出的光谱技术（即手性光热光谱技术）可应用于对特定化学反应的局域调控、圆

偏振光辐射测定等。

报告人简历：

     孔祥天，南开大学物理科学学院副教授。2013 年6 月毕业于南开大学物理科学学院（导师田建国教

授），2013 年至2015 年于国家纳米科学中学从事博士后研究工作（合作导师戴庆研究员），2015 年至

2018 年于电子科技大学基础与前沿研究院从事博士后研究工作（合作导师王志明教授），期间赴美国俄亥俄大学物理与天文系从事访问研究工作（导师Alexander O. Govorov），2018 年至2019 年于美国华盛顿大学化学系从事博士后研究工作（导师David J. Masiello），2021 年起工作于南开大学物理科学学院，任副教授。当前主要研究基于二维材料体系的纳米光子学和手性光学。代表性工作如下。

[1] Kong, Xiang-Tian; Besteiro, Lucas V.; Wang, Zhiming;* Govorov, Alexander O.;* Plasmonic Chirality and Circular Dichroism in Bioassembled and Nonbiological Systems: Theoretical Background and Recent Progress, Adv. Mater., 2020, 32(41): 1801790.

[2] Kong, Xiang-Tian; Khorashad, Larousse Khosravi; Wang, Zhiming;* Govorov, Alexander O.;* Photothermal Circular Dichroism Induced by Plasmon Resonances in Chiral Metamaterial Absorbers and Bolometers, Nano Lett., 2018, 18(3): 2001-2008.

[3] Kong, Xiang-Tian; Zhao, Runbo; Wang, Zhiming;* Govorov, Alexander O.;* Mid-infrared Plasmonic Circular Dichroism Generated by Graphene Nanodisk Assemblies , Nano Lett., 2017, 17(8): 5099-5105.

[4] Kong, Xiang-Tian;* Wang, Zhiming;* Govorov, Alexander O.;* Plasmonic Nanostars with Hot Spots for Efficient Generation of Hot Electrons under Solar Illumination, Adv. Opt. Mat., 2017, 5(15): 1600594.

[5] Kong, Xiang-Tian; Khan, Ammar A.; Kidambi, Piran R.; Deng, Sunan; Yetisen, Ali K.; Dlubak, Bruno; Hiralal, Pritesh; Montelongo, Yunuen; Bowen, James; Xavier, Stephane; Jiang, Kyle; Amaratunga, Gehan A.J.; Hofmann, Stephan; Wilkinson, Timothy D.; Dai, Qing;* Butt, Haider;* Graphene-Based Ultrathin Flat Lenses , ACS Photonics, 2015, 2(2): 200-207.

报告人：王冲

报告题目：二维材料等离激元红外光谱研究

报告摘要：

      具有可调控和高度局域化的石墨烯等离激元的研究让人们认识到二维材料在等离激元光子学研究中心

的重要作用。除石墨烯之外，诸如拓扑半金属二维材料、各向异性二维材料和强关联体系二维材料为新颖

等离激元现象的发现和应用提供了广阔的平台。我们首先介绍利用傅里叶变换红外光谱仪成功测量到机械

剥离的WTe2 单晶薄膜中各向异性等离激元共振模式。其等离激元频率随温度有依赖关系，并与拓扑半金属的典型特征相符。随后详细研究了等离激元共振模式的色散、强度随频率依赖关系和动量空间等能线，验证了其在16 到23 微米波段具有双曲型等离激元的性质。这也是首次在天然材料中实验证明存在功能等同于双曲等离激元超构表面的二维材料[1][2][3]。随后介绍在二维石墨薄膜和电荷密度波材料TaSe2 二维薄膜中的等离激元现象的合作研究[4][5]。

Reference：

[1] C. Wang, et al., Nature Communications, 11, 1158 (2020).

[2] C. Wang, et al., Physical Review Applied. 15, 014010 (2021).

[3] C. Wang, et al., Advanced Optical Materials, 1900996 (2019).

[4] Qiaoxia Xing, et al., Physical Review Letters, (2021), accepted.

[5] Chaoyu Song, et al., Nature Communications, 12, 386 (2021).

报告人简历：

      王冲， 北京理工大学特别研究员。2010 年获得天津大学应用物理专业理学学士学位，2016 年获得北京大学物理学院理学博士学位（导师李源研究员）。2016-2021 年在复旦大学物理学系从事博士后研究工作（合作导师晏湖根教授）。2021 年4 月入职北京理工大学物理学院，任特别研究员。主要从事显微红外光谱技术对二维材料等离激元光子学方面的研究。以第一作者在Physical Review X ， Nature Communications，Advanced Optical Materials 等期刊发表多篇论文。代表工作如下：

1. C. Wang, S. Y. Huang, Q. X. Xing, Y. G. Xie, C. Y. Song, F. J. Wang, H. G. Yan, “Van der Waals thin films of WTe2 for natural hyperbolic plasmonic surfaces”, Nature Communications, 11, 1158 (2020).

2. C. Wang, R. Zhang, F. Wang, H. Q. Luo, L. P. Regnault, P. C. Dai, Y. Li, “Longitudinal Spin Excitations and Magnetic Anisotropy in Antiferro- magnetically Ordered BaFe2As2”, Phys. Rev. X, 3, 041036 (2013).

3. C. Wang, G. W. Zhang, S. Y. Huang, Y. G. Xie, H. G. Yan, “The Optical Properties and Plasmonics of Anisotropic 2D Materials”, Advanced Optical Materials, 1900996 (2019).

4. C. Wang, Y. Y. Sun, S. Y. Huang, Q. X. Xing, G. W. Zhang, C. Y. Song, F. J. Wang, Y. G. Xie, Y., C. Lei, Z. Z. Sun, H. G. Yan, “Tunable plasmons in large area WTe2 thin films”, Physical Review Applied. 15, 014010 (2021).

5. C. Wang, D. W. Yu, X. Q. Liu, R. Y. Chen, X. Y. Du, B. Y. Hu, L. C. Wang, K. Iida, K. Kamazawa, S. Wakimoto, J. Feng, N. L. Wang, Y. Li, “Observation of magnetoelastic effects in a quasi-one-dimensional spiral magnet”, Phys. Rev. B, 96, 085111 (2017).