超構表面一經提出就因其在亞波長尺度操控電磁波的顯著能力受到廣泛關注。完美吸收和增強透射是調控電磁波振幅的兩種方法，然而，因為吸收、反射和透射之間的關系難以得到平衡，現有的超構表面僅僅具備完美吸收或增強透射二者之一的功能來對電磁波振幅進行調控，實現吸收–透射可切換的光學器件面臨嚴峻挑戰。這不利于現代集成化和小型化光學系統的發展。

　　該研究團隊利用石墨烯的電可調性以及二氧化釩的相變特性，在太赫茲波段實現了集獨立可調完美吸收器和抗反射涂層于一體的可切換多功能超構表面。研究發現當二氧化釩為金屬態時，所提出的超構表面可用作完美吸收器，并可通過調節石墨烯的費米能級實現對四個吸收峰的獨立調控；當二氧化釩為介質態時，所提出的超構表面可用作抗反射涂層，在6.2 THz處實現抑制反射（R = 0.31%）和增強透射（T = 98.2%），這在以往所提出的相關器件中均未實現。此外，研究利用多重反射干涉理論模型成功解釋了兩種功能器件的內在物理機制，理論與實驗結果符合得很好。該項研究成果不僅具有許多實際應用（電磁隱身、空間調制器和濾波器），而且還為開發具有可切換功能的集成納米光子器件提供了新的途徑。

　　相關工作得到國家自然科學基金、上海市青年拔尖人才計劃等項目的支持。

　　論文鏈接 

　　圖1 所提出多功能超構表面的結構示意圖

　　　　圖2 (a) 所提出超構表面的多重反射干涉理論模型示意圖；(b) 當二氧化釩為金屬態時，理論和仿真得到的吸收譜；(c) 當二氧化釩為介質態時，理論和仿真得到的透射譜和反射譜