近日，江南大学光电信息与物理科学学院桑田教授团队在硅基本征圆二色性（CD）研究方面取得重要进展。相关研究成果以“Observation of dual-band intrinsic chirality in underetched silicon metasurfaces via quasi-BICs”为题，发表于纳米科学领域权威期刊《Nano Letters》（影响因子9.1），并被选为封面文章（Supplementary Cover）。

本征手性是纳米光子学中的核心特性，作为纳米结构的基本属性，体现为结构对左旋与右旋圆偏振光中共偏振分量的差异化响应，其强度可通过圆二色性（CD）进行表征。实现本征手性需要同时打破结构的面内与面外镜像对称性，传统上依赖于螺旋线阵列等复杂的三维（3D）结构。近年来，虽然通过斜刻蚀或多步光刻等手段可在2.5D结构中实现本征手性，但这些方法通常涉及倾斜刻蚀或“镀膜-刻蚀”组合等特殊工艺，制备难度较大。因此，如何在兼容CMOS工艺并满足大面积制备要求的前提下，发展更简便、易于集成的技术方案，仍是当前面临的关键技术瓶颈。

针对上述问题，桑田教授课题组联合中国科学院上海技术物理研究所李冠海研究员团队，基于光学系统中的准连续谱束缚态（quasi-BIC），提出了一种在欠刻蚀硅基超表面中实现本征CD的新策略。该研究通过欠刻蚀引入面外非对称参量，并与面内结构扰动协同作用，在2.5D结构中实现了CD符号可调、强度可控的双波段本征手性。团队还发展了手性耦合模理论，揭示了手性响应与耦合相位差之间的内在关联，并在通信波段获得了0.90的CD值以及高于3000的Q因子。该研究将欠刻蚀作为面外非对称参量的新自由度，为在CMOS兼容的2.5D结构中实现本征手性提供了新思路。

该论文的第一作者为江南大学光电信息与物理科学学院硕士研究生朱乐意，通讯作者为江南大学桑田教授与中国科学院上海技术物理研究所李冠海研究员。江南大学为第一完成单位。该研究工作得到了国家自然科学基金等科研项目的资助。

文章链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.6c00556

硅基本征圆二色性设计图