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单层双面超表面：全空间可见光调控
摘要： 光学超表面因其具有在亚波长尺度上前所未有的调控电磁波特性的能力而备受关注。这类集成超表面的器件不仅具有紧凑的结构优势，相较于传统体光学器件还展现出更优异的性能。本研究实现了一种能实现全空间光调控的新型超表面，为超表面在光学领域的集成应用提供了新思路。该器件以多极子干涉与潘查拉特纳姆-贝里相位相结合的物理机制为基础，通过实验验证了其实现非对称光束偏转和全息成像的功能。据我们所知，这是首个在可见光波段实现全空间调控的研究成果。凭借其易于制造的特性和前所未有的功能优势，该研究将为需要微型化或集成轻巧光学元件的各类集成光学器件（如摄影、显微成像、计算机视觉等光学系统）带来创新应用潜力。
关键词： 波束转向、超材料、多功能器件、全息术、超表面
更新于2025-09-23 22:34:45
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GaTe/C2N异质结构中的应变可调电子特性与能带排列：第一性原理计算
摘要： 近期，GaTe和C2N单层材料已成功合成并展现出优异的电子与光学特性。这种GaTe与C2N的异质复合可能诱导出新颖的物理性质。本研究通过第一性原理模拟了GaTe/C2N范德华(vdW)异质结构的结构、电子及光学性质。计算表明该异质结构为具有II型能带排列的间接带隙半导体，能有效分离光生载流子。值得注意的是，相较于其组分材料，该结构还表现出增强的可见-紫外光吸收能力，且通过施加垂直应变可在特定pH条件下调控为优良的水分解光催化剂。我们进一步探究了水分子在该异质结构C2N层表面的吸附分解过程及后续氢气生成机制，揭示了二维GaTe/C2N异质结构的光催化产氢机理。此外发现面内双轴应变可诱导间接-直接-间接带隙转变、半导体-金属转变以及II型向I型或III型能带排列转变。这些有趣特性使GaTe/C2N vdW异质结构有望成为下一代多功能光电器件的理想候选材料。
关键词： 应变、密度泛函理论、异质结构、多功能器件、GaTe/C2N
更新于2025-09-10 09:29:36