毛逸飞

  • 硕博导师:<p>1. Yang Wang<sup>1</sup>, Jianyu Yu<sup>1</sup>, Yi-Fei Mao<sup>1</sup>(co-first author), Ji Chen<sup>1</sup>, Suo Wang, Hua-Zhou Chen, Yi Zhang, Si-Yi Wang, Xinjie Chen, Tao Li, Lin Zhou*, Ren-Min Ma*, Shining Zhu*, Wenshan Cai, Jia Zhu*, Stable, high-performance sodium-based plasmonic devices in the near infrared, Nature, 2020, 581,7809, 401-405.</p><p>2. Yifei Mao<sup>1</sup>, Yun Zheng<sup>1</sup>, Can Li, Lin Guo, Yini Pan, Rui Zhu, Jun Xu, Weihua Zhang*, and Wengang Wu*, Programmable Bidirectional Folding of Metallic Thin Films for 3D Chiral Optical Antennas, Advanced Materials, 2017, 1606482 (1-6) (Inside cover paper)</p><p>3. Yifei Mao, Yini Pan, Weihua Zhang, Rui Zhu, Jun Xu and Wengang Wu*, Multi-Direction-Tunable Three-Dimensional Meta-Atoms for Reversible Switching between Midwave and Long-Wave Infrared Regimes, Nano Letters, 2016, 16(11), pp 7025-7029.</p>

  • 课题组网页:https://www.x-mol.com/groups/mao_yifei

  • 邮箱:maoyifei@sjtu.edu.cn

研究方向

  • 纳米光子学,微纳加工技术,纳米激光器,动态可调光电器件,MEMS

工作经历

  • 2022.1-至今 长聘教轨副教授, 电子信息与电气工程学院,上海交通大学
  • 2017.7-2021.12  博士后, 物理学院,北京大学
  • (入选北京大学博雅博士后计划,合作导师:马仁敏研究员)

教育经历

  • 2012.9-2017.6    博士,信息科学技术学院,微电子与固体电子学, 北京大学 (导师:吴文刚教授)
  • 2008.9-2012.6   本科,微电子学院,微电子学,西安电子科技大学

荣誉

  • 中国半导体十大研究进展,2020
  • 中国光学十大研究进展(基础研究类),2020
  • ACP国际会议最佳论文奖,2020
  • 入选北京大学博雅博士后计划,2017
  • 北京大学信息科学技术学院学术十杰,2017
  • IMT(Innovative Micro Technology) 公司工艺专项奖学金,2016
  • 北京大学方正奖学金, 2016
  • 北京大学优秀科研奖, 2016

研究成果

1. 高性能等离激元纳米激光器

等离激元纳米激光器是一种三维物理尺度可同时远小于出射波长的新型激光器,可实现深亚波长10纳米量级特征尺度的光场限制,在传感探测、医疗诊断及光电互联等领域有广泛的应用。然而等离激元纳米激光器中利用等离激元效应所带来的电磁场空间局域化必然伴随着金属吸收损耗。寻找和实现具有更低吸收损耗的等离激元金属材料是进一步降低等离激元纳米激光器功耗所面临的核心问题。

研究团队解决了金属钠薄膜的制备及与微纳加工的兼容性问题,研制出了钠基通讯波段等离激元纳米激光器,室温下器件的光泵激射阈值仅为140千瓦每平方厘米,创造了同类等离激元纳米激光器室温激射的阈值新低。该工作由南京大学和北京大学合作完成,发表于Nature。本人为共同第一作者。该工作入选2020年度中国半导体十大研究进展、2020年度中国光学十大进展(基础研究类)。

图1 钠基等离激元纳米激光器结构和光谱分析

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41586-020-2306-9

2. 三维纳米手性光学天线

旋光现象在生命物质分析检测、光信息处理等领域有重要应用。然而,相对微弱的旋光效应极大地限制了旋光光谱等技术的灵敏度。近年来,利用等离激元增强效应、纳米光学技术等手段在纳米尺度调控与增强旋光效应是重要的研究方向,而如何利用纳米结构产生旋光效应、调控光场等在加工和检测技术层面仍是一项挑战。

研究团队实现了基于单根三维纳米螺旋的偏振光调制器。利用先进微纳加工技术制备得到三维纳米螺旋结构,并在实验上首次测量了单个结构的旋光光谱,实现了对光偏振的调制。该三维手性纳米天线结构还伴随着近场区域内光自旋密度的增强,在生化分子手性性质的超灵敏检测方面有重要应用。该工作北京大学和南京大学合作完成,发表于Advanced Materials。被选为封面内页论文,本人为共同第一作者。

图2 三维螺旋纳米天线的结构设计、结构实现以及光学表征

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adma.201606482
 
3. 三维动态可调超材料

动态可调超材料通过各类方式动态调节、重构超材料单元的形状、尺寸及材料参数等,从而动态控制器件的光学响应,在光电探测、光通信及生化检测等领域有重要应用前景。然而,目前可调超材料的调控范围窄,设计一种在大范围内可重复调控的超材料器件显得至关重要。

研究团队实现了一种三维动态可调超材料。利用先进微纳制备工艺和MEMS技术制备得到超材料阵列,每个纳米单元可在电流控制下可进行三维动态形变,调控精度<100 nm。器件响应范围可在中红外-远红外波段任意切换,开关比>95%。相关工作发表于Nano letters,本人为第一作者。

图3 动态可调超材料的结构设计、开关态切换以及光学性能

原文链接:https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.nanolett.6b03210

项目情况

  1. 中国博士后科学基金特别资助,基于宇称-时间对称体系的纳米尺度涡旋激光器,2018T110002,2018-06至2021-12,15万元,结题,主持。
  2. 北京市自然科学基金重点研究专题,低维量子材料涡旋纳米激光物理与器件,Z180011,2018-12至2022-12,300万元,在研,核心骨干。
  3.  ZB预先研究项目,聚焦离子束XXXX,结题,核心骨干。
  4. 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目, 11811540391, 基于宇称-时间对称体系中光学奇异点的新型激光器, 2018-07-01 至 2020-06-30, 10万元, 结题, 参与。
  5. 国家973计划项目课题,局域场增强高效换能机理与方法研究,2015-01至2019-12,200万元,结题,参与。
  6. 国家自然科学基金面上项目,基于Scallop效应所制备三维镂空纳米阵列结构的LSP-SPP耦合免疫传感原理及器件研究,参与。