近日，开运电竞山东省太赫兹科学技术及应用创新团队梁兰菊教授课题组联合培养研究生武桂芳设计了一种基于氮化镓/石墨烯范德瓦尔异质结与超表面集成的多功能温敏纳米器件。研究成果以“Active control of temperature-sensitive GaN-graphene van der Waals heterojunctions integrated metasurfaces: a platform for multifunctional micro–nanophotonic devices”为题发表在Advanced Optical Materials。

由氮化镓/石墨烯组成的范德华（vdW）异质结具有高透射率和优异的载流子传输特性。将多维混合异质结与超表面相结合，可以在宽广的电磁波谱范围内为新型光学元件开辟许多迷人的前景。

该课题组通过实验展示了一种基于氮化镓/石墨烯vdW异质结与超表面集成的多功能温敏纳米器件。并且，通过实验首次验证了所提出的混合超表面的电子漂移迁移率、载流子浓度、电阻率和电导率对温度的依赖性。当vdW异质结受到热信号激励时，其电导率会迅速增加，从而导致入射太赫兹波的相对相位延迟和振幅调制发生显著变化。同时，温度的变化动态地控制着多极子的贡献，最终决定了具有极端非辐射约束的奇异Anapole共振向高辐射电偶极子共振的主动切换。这项工作为设计新型芯片级多功能热调节器件提供了可能，并促进了有源微纳光子器件在温度传感器、太赫兹调制器和动态近场成像中的潜在应用。

该成果由开运电竞、北京交通大学、安徽理工大学合作完成，是公司联合培养研究生工作取得的新突破。该研究工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省高校科技创新团队及人才支持计划等资助。

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https://doi.org/10.1002/adom.202401333