近日，南京大學(xué)胡偉教授、陸延青教授團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)總結(jié)了基于液晶的太赫茲光子學(xué)元器件研究進(jìn)展，以“Liquid crystal based tunable terahertz metadevices”為題發(fā)表于Journal of Materiomics 2025, 11, 100888.

太赫茲（terahertz, THz）波的頻率范圍處于0.1-10.0 THz，介于微波（電子學(xué)）和紅外（光子學(xué)）之間，具有低光子能量、高穿透性、大通信帶寬等特點(diǎn)，另外，許多生化物質(zhì)的指紋譜也落在THz波段。THz技術(shù)在無損檢測(cè)、高速無線通信、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。現(xiàn)在THz源和THz探測(cè)器的開發(fā)已經(jīng)相對(duì)比較成熟，與之相比，THz調(diào)制器尤其是動(dòng)態(tài)可調(diào)的THz元器件方面的研究卻方興未艾。

液晶（liquid crystal, LC）是介于液體和晶體之間的一種中間相，其短程無序，但具有一定的長(zhǎng)程有序，兼具液體的流動(dòng)性和晶體的介電與光學(xué)各向異性。液晶還呈現(xiàn)多層級(jí)的自組裝特性和豐富的相態(tài)織構(gòu)，并具有優(yōu)異的外場(chǎng)調(diào)諧特性。特定排布的液晶指向可以進(jìn)行THz波前調(diào)控。液晶也可以與超表面相結(jié)合形成可調(diào)超器件，在外場(chǎng)（電、光、熱、磁等）作用下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)THz波的振幅、頻率、相位和偏振等不同自由度的靈活調(diào)控。

該綜述介紹了三類LC THz超器件，LC超表面、LC集成金屬超表面以及LC集成介質(zhì)超表面。具體介紹了三類器件的工作原理、器件設(shè)計(jì)與制備技術(shù)，利用液晶對(duì)外場(chǎng)（電、光、熱、磁等）的靈敏響應(yīng)，對(duì)THz振幅、頻率、相位和偏振進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)控來實(shí)現(xiàn)器件功能，并展望了LC THz超器件的未來發(fā)展方向。

論文第一作者為南京郵電大學(xué)王磊副教授，南京大學(xué)胡偉教授和陸延青教授為論文共同通訊作者。