上海理工大学太赫兹技术创新研究院在庄松林院士的带领下与美国俄克拉荷马州立大学张伟力教授，南洋理工大学Ranjan Singh教授以及东南大学崔铁军教授合作，在太赫兹频段人工粒子的Fano效应中取得重要进展。通过在周期结构金属粒子中巧妙引入缺陷，实现了高Q值的多极子Fano效应的激发（图1），其FoM（Fano强度与Q值的乘积）是普通的分裂环微腔结构（SRR）的2.5倍。利用这种人工粒子，不仅可以探测附着在人工原子表面的薄膜（物质）的光学特性，还可以通过将原子的Fano振荡频率设计在接近物质吸收峰的临近位置来探测样品的性质以及监控分解物层的降解特性和固体（液体化合物）的动态化学反应过程；此外，通过结构化的表面与特异性噬菌体结合，可以实现细菌的选择性检测（Fano共振位置的变化可能与细菌样品的浓度直接相关），从而实现细菌病原体的高效无标记检测。研究成果“Defect-Induced Fano Resonances in Corrugated Plasmonic Metamaterials”发表在光学材料领域著名期刊Advanced Optical Materials上（DOI: 10.1002/adom.201600960, Advanced Optical Materials为Advanced Materials的子刊, IF=5.359），文章第一作者为陈麟副教授，通讯作者为张伟力教授和朱亦鸣教授。该研究得到了国家973计划，国家重大科学仪器专项，国家自然基金重点项目和美国NSF等的资助。
图1 缺陷人工粒子激发的Fano效应
此外，该课题组去年还提出了一种太赫兹频段的高Q微腔激发的新结构（图2(a)），用容易激发的C型谐振腔来间接激发暗态的微腔模式，并在实验中观察到了不同阶数的微腔模式（图2(b)）。该成果发表在Nature Group出版集团的Scientific Reports期刊（Scientific Reports, 6, 22027 (2016)），美国加州大学伯克利分校研究人员J.-H. Kang在邀请的综述文章《Local Enhancement of Terahertz Waves in Structured Metals》（IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, 6(3), 371-381, 2016）中对这项工作进行了详细介绍，并认为这是spoof plasmon领域的重要工作（图3），该文章已被美国Notre Dame大学，加拿大蒙特利尔理工学院，英国伦敦大学，意大利比萨NEST纳米科学研究所等研究机构引用14次。
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图2 (a)结构及扫描电镜图; (b) 激发出的阶数不同的微腔模式
图3 学术评价