研究方向
表面等离激元诱导的各向异性真空下量子体系的弛豫研究
表面等离激元是由金属中自由电子的集体振荡引起的、波矢大于自由空间中的光波矢、以倏逝波的形式存在于金属和介质界面的电磁波，垂直于界面方向上的电场在百纳米内指数衰减。表面等离激元光学是纳米尺度上光子学和电子学的结合，在光子回路，数据存储，光谱学，生物光子学，太阳能及非线性光学方面都有应用，能够实现纳米尺度上控制光的超小器件，如滤波器，波导，偏振器和纳米光源等。 金属中自由电子集体振荡的各向异性导致电磁场局域态密度的各向异性，从而形成各向异性真空，使原子各个跃迁通道的自发辐射系数发生很大的改变。具有表面等离激元共振性质的纳米金属颗粒、金属和介质的界面上以及将电磁波局域在一维空间内传播的柱形纳米金属结构中，都能产生纳米尺度上的各向异性真空，我们正在研究偶极子在这些表面等离激元结构中的辐射和非辐射弛豫系数，以及发出的光场和表面等离激元间的转化对单光子产生效率的影响等。
表面等离激元和相干原子系综的相互作用研究
表面等离激元光学结合了光子学和电子学的优点，尺度小，传播快，通过将光场压缩在纳米尺度，允许在纳米尺度上研究光与物质相互作用。表面等离激元可以从三个方面同时介入和原子系综的相互作用：1）在表面等离激元结构的近场区域内为偶极跃迁提供了较强的各向异性真空环境，从而导致纳米尺度上各向异性的弛豫系数；2）激发的表面等离激元是局域的电磁波，可以发生在纳米尺度上的与原子系综的相互作用；3）量子的表面等离激元与单原子的相互作用。我们正在研究表面等离激元诱导的各向异性真空下相干原子系综的电磁感应透明、量子开关、慢光速、和量子非线性效应等。
表面等离激元的量子化及其在量子信息中应用
表面等离激元本质上是电磁波，光具有波粒二象性，表面等离激元也有波粒二象性。在未来的计算机中光子能够代替电子吗？光子回路体积小，易于集成，损耗小，传的快，但是光子间没有相互作用，实现量子操控比较困难。光子与表面等离激元间的交换弥补了这一不足，量子发射体和表面等离激元强耦合的单光子晶体管，实现了单光子间的强相互作用，可在单光子探测，纠缠，可控相位门，量子的非线性效应方面有应用。高效的耦合是单量子态产生的重要因素，表面等离激元是限制性好、非辐射的电磁波，可实现表面等离激元的单光子激发及其在量子层面上的长程传输。我们正在研究量子化的表面等离激元在自发辐射、量子存储、量子纠缠和各种量子操作等量子信息过程中的新效应。
主持或承担科研项目
主持国家自然科学基金委面上项目“基于表面等离激元的高效收集和可控的单光子源理论研究”（批准号：11374025， 2014年1月--2017年12月）
主持国家自然科学基金委“单量子态的检测及其相互作用”重大研究计划基金项目中的培育项目“量子化的表面等离激元与相干原子系综的相互作用研究”（批准号：91121018， 2012年1月--2014年12月)
主持国家自然科学基金项目“表面等离激元共振的格林矩阵方法、物理机理和纳米结构设计研究”（批准号：10874004， 2009年1月--2011年12月)
参与光学所国家自然科学基金创新群体及科技部973研究项目
工作经历:
2004年 - 现在: 副教授 北京大学物理学院
2001年 - 2003: 博士后 北京大学物理学院
教育背景:
1995年10月 - 2001年7月: 理学博士 香港中文大学物理系
1992年9月 - 1995年6月: 理学硕士 北京大学物理系
1988年9月 - 1992年6月: 理学学士 南开大学物理系 |
