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香港科技大学深圳波功能材料实验室
来源:  本站     发布日期:  2020-8-21

一、【实验室简介】

在物理和材料科学中,如何利用波的性质设计和制备具备优异性能的功能材料一直是在不断探索和研究的重要议题,特别在电磁学和声学领域的不断发展下,对波功能材料性能的研究与应用拓展日益重要。对先进波功能材料的深入研究,不仅可以促进常规波功能材料在更多频段更多方向上的产业化应用,还可以促进电磁学、声学超材料等前沿科技成果转化为实际产业技术投入国民应用。

实验室为先进波功能材料实验室,旨在对声学和电磁学波功能材料的研发与对相关科研成果的产业化转化,实验室研究主要围绕声波吸收、电磁波吸收、新型滤波器设计、表面电磁波传感器、电磁波拓扑绝缘体等多个波功能相关研究方向展开。与此同时,未来几年内,实验室将完成声波降噪系统项目的落地和产品转化。


二、【研发团队简介】

团队带头人:

温维佳,香港科技大学物理系教授


温维佳为香港科技大学教授,2000年获国家杰出青年称号,2014年以第一完成人获国家自然科学二等奖。多年来在微米及纳米材料的研究,先进功能结构材料,纳米电()流变液,微流控制,软物质物理及光电子功能结构材料实验方面进行了大量工作,取得了一批有意义的科研成果,在这些研究方向在国际上处于领先地位,其主要成果发表在国际一流杂志。到目前为止,已发表了250 余篇SCI文章。被多次邀请在著名杂志编写评论文章。文章引用超过10000次。已获得 15 项美国发明专利,20余项中国发明专利。作为大会主席多次组织相关的国际会议。其研究成果被多次作为国内外特邀报告。担任多个国际杂志编辑。近十年培养博士生20余位,获得总研究项目40多个,主持研究总经费八千多万元。成功孵化项目5项,其中银纳米线技术被评为潜在独角兽企业,同时也储备了充足的技术成果,不断耕耘于科研到产业的转化领域。


实验室团队成员:


胡传灯,香港科技大学博士

第一作者发表PRL封面期刊一篇,Nature子刊一篇,在审核发明专利14项,在审实用新型专利8项,已授权实用新型专利2项。在声学超材料、智能波功能材料设计、制造领域颇有建树。

李肃成,苏州大学博士

深圳光启高等理工研究院博士后、深圳市高层次人才后备级、深圳市科协及科创委评审专家。曾获得中国博士后面上基金一等奖、博士研究生国家奖学金、苏州市自然科学论文奖两项。目前已发表SCI论文近20篇。主要研究方向包括电磁波动功能材料设计、电磁防护材料设计等。



三、【研究领域】


a) 电磁波吸收

人工设计具有特定电磁响应的‘超原子’,通过调节‘超原子’的结构以及不同超原子之间的相互作用实现电磁波吸收。区别于传统的共振吸收,该设计在大角度(如60度)仍表现出良好的吸收能力,并且具有可调的多频带特性。

b) 声波吸收

首次提出并实现了能够在通风条件下实现完美吸声的结构,打破了传统的通风条件下吸声效率的极限(50%)。该结构的提出解决了通风条件下的吸声问题,有望应用于空调、排气口等通风处,具有庞大的市场需求。

c) 表面电磁波传感器

通过引入并设计人工超表面(metasurfaces),首次提出并实现了基于表面电磁波的位置传感器。作为一种全新的位置传感器,其具有鲁棒的工作机理、简单的校准工艺、可调节的检测分辨率、广泛的基底选择及适用范围等优势。随着位置检测(如触摸屏)的普及,该技术拥有良好的应用需求和市场前景。

d) 电磁波拓扑绝缘体

随着人们对拓扑概念理解的深入,经典波动系统中的拓扑性质受到了越来越多的关注,通过对人工材料进行设计,我们在电磁波系统中实现了受到拓扑保护的表面电磁波,其具有很好的抗干扰及抑制背向散射特性。该设计具有很好的鲁棒性,其适用频率可调,有望用于通讯器件中。

e) 高频滤波器

5G已成为总所周知的热点,无线通讯的概念正逐步深入人心,而不论移动电子设备还是大型基站,都不可避免的使用到滤波器,目前中低频(<10GHz)滤波器主要使用声波原理,我们实验室基于电磁波原理研发了一种全新的小体积、低插入损耗、低温度漂移的高频滤波器,其不止适用于中低频段,在高频段如毫米波以至太赫兹都有广泛的应用前景,考虑到滤波器的庞大市场,该研究有望迅速获得市场认可和推广。




四、【项目简介】

项目名称:声波降噪系统

项目简介:

本项目基于对声学超材料的设计与优化,旨在实现通风条件下的低频、单频、多频、宽频吸声,从而实现高效声波降噪系统的设计,一方面优化了其性能、降低产品复杂度和成本、扩展了其吸声范围,另一方面为其提供更多的产品形态将其带入更多应用场景。




五、【重要科研成果】

[1]   Peng Wu, Qianjin Mu, Xiaoxiao Wu, Li Wang, Xin Li, Yuqing Zhou, Shuxia Wang, Yingzhou Huang, Weijia Wen, “Acoustic absorbers at low frequency based on split-tube metamaterials”, Phys. Lett. A, 383(20): 2361-2366 (2019)

[2]   Xiaoxiao Wu, Xin Li, Ruo-Yang Zhang, Xiao Xiang, Jingxuan Tian, Yingzhou Huang, Shuxia Wang, Bo Hou, CT Chan, Weijia Wen, “Deterministic Scheme for Type-II Dirac Points and Experimental Realization in Acoustics”,

[3]   Bingpu Zhou, Yibo Gao, Weijia Wen, “Dual-functional plasmonic substrate with embedded magnetic nanoparticles towards large-scale surface enhanced Raman scattering”, Mater. Res. Express, 6(8): 0850d3 (2019)

[4]   Li Wang, Ruo-Yang Zhang, Bo Hou, Yingzhou Huang, Shunbo Li, Weijia Wen, “Subwavelength topological edge states based on localized spoof surface plasmonic metaparticle arrays”, Opt. Express, 27(10): 14407-14422 (2019)

[5]   Xiaoxiao Wu, Zhenyu Li, Jian Chen, Xin Li, Jingxuan Tian, Yingzhou Huang, Shuxia Wang, Weixin Lu, Bo Hou, Che Ting Chan, Weijia Wen, “Interlayer Topological Transport and Devices Based on Layer Pseudospins in Photonic Valley‐Hall Phases”, Adv. Opt. Mater., 1900872 (2019)

[6]   Chuandeng Hu, Zhenyu Li, Rui Tong, Xiaoxiao Wu, Zengzilu Xia, Li Wang, Shanshan Li, Yingzhou Huang, Shuxia Wang, Bo Hou, C. T. Chan, and Weijia Wen, “Type-II Dirac photons at metasurfaces”, Phys. Rev. Lett, 121, 024301 (2018)

[7]   Chuandeng Hu, Xiaoxiao Wu, Rui Tong, Li Wang, YingZhou Huang, Shuxia Wang, Bo Hou and Weijia Wen, “A metasurface with bidirectional hyperbolic surface modes and position-sensing applications”, NPG Asia Materials, 10, 417 (2018)

[8]   Yan Meng, Xiaoxiao Wu, Ruo-Yang Zhang, Xin Li, Peng Hu, Lixin Ge, Yingzhou Huang, Hong Xiang, Dezhuan Han, Shuxia Wang and Weijia Wen,“Designing topological interface states in phononic crystals based on the full phase diagrams”, New J. Phys. 20 073032 (2018)

[9]   Y Lin, Z Wu, M Zhang, J Wu, W Wen, “Lateral Size Scaling Effect during Discontinuous Dewetting”, Advanced Materials Interfaces, 6, 1800729 ( 2018)

[10] Ziran Ye, Guofang Sun, Shunbo Li, Chenghua Sui, Bo Yan, Fan Gao, Pinggen Cai, Yun Li, Naibo Chen, Weijia Wen, “Nanofluidic behavior at the interface of sectionalized hydrophobic/hydrophilic patterns in nanochannel”, Integrated Ferroelectrics 188 (1), 57-63