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磁序操控光子新突破！我国科学家研制全球首款“激子超透镜”
导语：光在特殊材料中突然“急转弯”的负折射现象，过去仅能通过复杂人工超材料实现。如今，我国科学家在天然磁性半导体中首次实现磁序介导的激子负折射，并据此开发出可集成于芯片的微型超透镜，为下一代光电子器件开辟全新路径。
一、突破核心：磁序与激子的量子交响
1.颠覆性原理 研究团队选用二维磁性半导体CrSBr（溴化铬硫）作为载体。该材料在低温下呈现独特的磁序结构：层内铁磁有序 + 层间反铁磁耦合，其强各向异性激子共振与磁序形成紧密关联。实验发现，磁序可显著增强特定晶轴方向的激子共振，导致该方向介电常数实部为负，从而形成支持负折射的“双曲光学等频面”。
2.直接观测证据 通过将CrSBr薄片与片上纳米光子回路集成，团队首次在远场捕获到出射光与入射光分居法线两侧的负折射图像（图1），为激子负折射提供了无可争议的实验验证。
3.磁控开关特性 最引人瞩目的是器件的动态调控能力：当温度升高使材料转入顺磁相时，负折射及聚焦功能自动关闭。这种“磁控开关”特性超越了传统等离激元或声子激元体系，为可重构纳米光子器件提供全新思路。
展开剩余67%二、技术落地：芯片级“激子超透镜”诞生
基于负折射效应，团队成功构建微型超透镜器件： - 功能突破：通过调控材料波长依赖的负折射行为，将发散光束会聚至衍射极限尺寸焦点（约百纳米级），实现微纳尺度光场操控。 - 集成优势：器件可直接嵌入芯片，体积较传统透镜缩小千倍，为片上超分辨成像系统奠定基础。 - 性能对比：相较于2024年报道的原子级薄透镜（0.6纳米厚，依赖衍射原理），此透镜首次实现磁序动态调控，且具备负折射的物理新机制。
三、科学意义：三大学科深度交融
该研究首次将激子物理、磁学与纳米光子学交叉融合： 1. 理论价值：证实激子可作为光子操控的新维度，推翻“激子难控光传播”的传统认知。 2. 范式革新：开辟利用磁序这一外场自由度动态调控光传播的全新路径，建立“磁控纳米光”技术范式。
张翔院士指出：“此研究为开发磁光调制器、光-磁量子接口等下一代器件筑牢根基。” （注：张翔团队曾首创世界首块超透镜，本次突破是其领导的第5项“全球首次”光学突破）四、应用前景：赋能三大战略产业
五、团队与资助
•核心团队：
•张翔（香港大学校长、中科院外籍院士）：国际纳米光子学开拓者，曾4次实现“全球首次”光学突破
•刘晓泽（武汉大学教授）、陈祖信（华南师范大学副研究员）
•第一作者：马静文（港大研究助理教授）、王雄（港大博士后）
•资助支持：香港研究资助局（N_HKU750/22, 17208725）、国家自然科学基金（62261160386, 62104073）
结语：从基础到产业的跨越
此项发现不仅解开了激子负折射的物理谜题，更以磁序动态调控为核心优势，为光电子器件赋予“智能开关”能力。随着粤港澳大湾区电子信息与生物医药产业对微型化、智能化技术的迫切需求，这项源自中国实验室的原创成果，有望成为撬动下一代光量子技术的支点。
论文信息： Ma J., Wang X. et al. "Excitonic negative refraction mediated by magnetic orders." Nature Nanotechnology (2026)编辑说明： 1. 关键数据（如材料特性、器件性能）均来自实验论文；张翔科研背景经多源交叉验证。 2. 应用前景分析参考产业需求与学界评论今日股票配资平台，避免夸大表述。 3. 对比原子级透镜旨在突显本成果的调控机制创新，非直接性能替代。
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