关于“超表面的电磁波幅相调控机理及应用”项目提名2023年度广西科学技术奖的公示
根据《广西科学技术奖励委员会办公室关于组织开展2023年度广西科学技术奖提名工作的通知》（桂科奖字〔2023〕10号）规定，我单位首照宇、杨万里老师作为候选人参与完成的“超表面的电磁波幅相调控机理及应用”项目拟提名2023年度广西科学技术奖，现就该项目相关内容予以公示，详见附表。
公示期为2023年8月1日至2023年8月7日。公示期内，任何单位、个人如对公示项目有异议，可在2023年8月7日前以书面形式向乐动网页版科研院反映，并提供必要的证明文件。异议应当签署真实姓名或加盖单位公章，并注明联系方式。逾期或匿名异议不予受理。
联系人：陈杨
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2023年7月31日
附表
一、项目名称
超表面的电磁波幅相调控机理及应用
二、拟提名者
高喜;首照宇;戴俊彦;张琤;程强;杨万里
三、拟提名类别
自然科学奖一等、二等
四、项目简介
研究背景：超表面是将厚度超薄的微结构单元在平面内进行周期/非周期排列形成。通过设计微结构单元的几何形状和排列方式，超表面能在平面内对电磁波的振幅和相位等参量进行有效调控，为新一代电磁波调控技术提供了新途径。近年来，超表面理论及应用取得长足进展，相关成果多次被《Science》评为十大科技突破。在此背景下，该项目在过去十多年深入研究了超表面的电磁波幅相调控机制、新型超表面构建方法以及超表面功能器件的实现等关键科学问题，并取得了一系列创新成果：揭示了一系列新型无源超表面和有源超表面的电磁波幅/相调控机理，获得了多种新型超表面功能器件，极大推动了超表面理论及功能器件的发展。
研究内容：(1) 研究了厚度超薄的平面人工表面等离子激元波导的表面波传输机理及高性能功率分配器件；(2) 研究了双层超表面及互补型超表面等效折射率的低色散特性形成机理及平面透镜的聚焦性能；(3) 研究了多层超表面在红外隐身或者光学透明情况下的微波吸收机理；(4) 研究了有源超表面的电磁波幅相调控机理及极化器件的功能可重构特性。
主要科学发现：
(1) 揭示仿表面等离子激元的传输机理：探讨不同形状的周期性凹槽的电磁波色散特性及表面场分布特点，提出Y型功率分配器的构建方法和表面波的高效激励方法。；
(2) 揭示宽带、低色散等效折射率的形成机理：探讨不同超表面单元的谐振特性及其对超表面等效折射率的影响，提出采用双层结构和互补型结构实现宽带、低色散折射率超表面的方法及高性能平面透镜的构建方法；
(3) 阐明具有红外隐身或者光学透明性能的超表面微波吸收器的工作机理：提出能实现红外隐身或光学透明的材料属性选择，在此框架下实现微波吸收的超表面构建方法；
(4) 揭示有源超表面的电磁波幅相调控机理：探讨超表面结构单元的形状变化对电磁波幅相特性的影响规律，提出在单元结构中加载电控元件（二极管）或者材料（石墨烯）实现微波和THz波的有源调控方法和功能可重构极化器件的构建方法。
科学价值：超表面是一种平面结构，具有厚度超薄、电磁损耗低、易集成等优点，它使得电磁波调控器件的发展更加趋于小型化、平面化和共形化，更加拓展了人们对电磁波调控的手段和方式。然而，超表面的电磁波幅相调控机理、新型超表面的构建方法及新型功能器件的开发一直是超表面领域的热点和难点问题。本项目以单层和双层超表面为研究对象，对表面波的传输机理、微波的吸收机理、有源微结构阵列的电磁波幅相动态调控机制、以及新型功能器件的研制等方面展开研究，对推动超表面理论和新型功能器件的发展具有重大科学意义和实际应用价值。
五、（1）知识产权目录
序号 | 知识产权类别 | 知识产权具体名称 | 国家 （地区） | 授权号 | 授权日期 | 证书编号 | 权利人 | 发明人 | 专利 状态 |
1 | 发明专利 | 一种超宽带电磁超表面圆极化器 | 中国 | CN105390819B | 2018年6月26日 | 第2975735号 | 乐动网页版 | 高喜；余行阳；李思敏；曹卫平；李海鸥；于新华；姜彦南 | 授权 |
2 | 发明专利 | 一种宽带、高透射率的OAM波束生成器 | 中国 | CN111799564 B | 2021年9月24日 | 第4699523号 | 广西科技大学 | 高喜；唐李光；李思敏 | 授权 |
（2）标准目录
序号 | 标准具体名称 | 标准类别 | 标准号 | 发布单位 | 发布日期 | 编制单位 | 第一 编制人 |
六、论文专著目录
序号 | 论文专著名称/刊名/作者 | 年卷页码 （ 年 卷 页） | 发表时间 （ 年 月） | 通讯作者 （含共同） | 第一作者 （含共同） |
1 | Ultra-wideband surface plasmonic Y-splitter/Optics Express/ Xi Gao, Liang Zhou, Xing Yang Yu, Wei Ping Cao, Hai Ou Li, Hui Feng Ma, Tie Jun Cui | 2015,23:23270-23277 | 2015年8月 | Tie Jun Cui | Xi Gao |
2 | Terahertz metamaterial with broadband and low-dispersion high refractive index/ Optics Letters/ Xi Gao, Fa Long Yu, Cheng Lin Cai, Chun Ying Guan, Jin Hui Shi, Fangrong Hu | 2020,45:4754-4757 | 2020年09月 | Jin Hui Shi | Xi Gao |
3 | Broadband planar Luneburg lens based on complementary metamaterials/ Applied Physics Letters/ Qiang Cheng, Hui Feng Ma, Tie Jun Cui | 2009,95:181901-1-3 | 2009年11月 | Qiang Cheng, Tie Jun Cui | Qiang Cheng |
4 | Broadband metamaterial for optical transparency and microwave absorption/ Applied Physics Letters/ Cheng Zhang, Qiang Cheng, Jin Yang, Jie Zhao, Tie Jun Cui | 2017, 110: 143511-1-4 | 2017年4月 | Qiang Cheng, Tie Jun Cui | Cheng Zhang |
5 | An ultralight and thin metasurface for radar-infrared bi-stealth applications/ J. Phys. D: Appl. Phys. /C Zhang, J Yang, W Yuan, J Zhao, J Y Dai, T C Guo, J Liang, G Y Xu, Q Cheng, T J Cui | 2017, 50: 4444002 | 2017年10月 | Qiang Cheng, Tie Jun Cui | Cheng Zhang |
6 | A Reconfigurable Broadband Polarization Converter Based on an Active Metasurface/IEEE Trans. on Antennas and Propagation/ Xi Gao, Wan Li Yang, Hui Feng Ma, Qiang Cheng, Xin Hua Yu, Tie Jun Cui | 2018, 66(11): 6086-6095 | 2018年11月 | Xi Gao, Tie Jun Cui | Xi Gao |
7 | Broadband Tunable Polarization Converter Realized by Graphene-Based Metamaterial/ IEEE Photonics Technology Letters/Xingyang Yu, Xi Gao, Wei Qiao, Lili Wen, Wanli Yang | 2016, 28: 2399-2402 | 2016年11月 | Xi Gao | Xingyang Yu |
8 | A reconfigurable terahertz polarization converter based on metal-graphene hybrid metasurface/ Chinese Optics Letters/ Junxiang Huang, Tao Fu, Haiou Li, Zhaoyu Shou, Xi Gao | 2020,18: 013102 | 2020年01月 | Xi Gao | Junxiang Huang |
七、完成单位及对项目的贡献
排序 | 完成单位 | 对本项目主要贡献 |
1 | 广西科技大学 | 广西科技大学作为项目的第一完成单位，全力支持高喜教授对项目“超表面的电磁波幅相调控机理及应用”的研究工作，在组织项目技术开发和实验研究方面给予了大力帮助，在实验设备、科研用房和科研经费方面给予了大力支持。具体研究了双层超表面等效折射率的低色散特性形成机理、超表面对电磁波幅相调控机理及新型超表面功能器件的设计方法，有力推动了超表面理论和新型功能器件的发展。 |
2 | 乐动网页版 | 乐动网页版作为项目的第二完成单位，全力支持首照宇教授、杨万里等科研人员参与项目“超表面的电磁波幅相调控机理及应用”的研究工作，给予了人力、物力、时间和和技术资料等方面的大力支持，使项目得以顺利进行，在有源超表面方面取得了创新性成果。 |
3 | 东南大学 | 东南大学作为项目的第三完成单位，大力支持程强教授、戴俊彦副研究员等科研人员参与项目“超表面的电磁波幅相调控机理及应用”的研究工作，给予了人力、物力、时间和和技术资料等方面的支持，使项目得以顺利进行，在红外隐身及光学透明情况下的微波吸收机理和功能器件方面取得了创新性成果。 |
八、完成人对项目的贡献
排序 | 姓名 | 工作单位及完成单位 | 对项目的贡献 |
1 | 高喜 | 广西科技大学,乐动网页版 | 提出平面型仿表面等离子体激元功率分配器，解决了毫米波传输损耗大的问题；提出利用层间电磁互耦实现超表面等效折射率的低色散特性；提出在微结构单元内加载变容二极管及石墨烯材料，实现微波/THz极化器件的功能可重构。对科学发现1、2、4做出了贡献。 |
2 | 首照宇 | 乐动网页版 | 提出在蝶形微结构单元加载多层石墨烯，并构建功能可重构的THz极化转换器。深入分析了多层石墨烯的电导率随偏置电压的变化关系，在低偏置电压下实现了器件功能的可重构。对科学发现4做出了贡献。 |
3 | 戴俊彦 | 东南大学 | 提出由金属微结构阵列和氧化铟锡（ITO）微结构阵列构建的多层吸波器，并开展了理论分析和电磁仿真工作，证实了器件在红外和微波频段的双重隐身效果。对科学发现3做出了贡献。 |
4 | 张琤 | 东南大学 | 提出由金属微结构阵列和氧化铟锡（ITO）微结构阵列构建的双层结构实现微波吸波器，同时理论分析了降低红外辐射的物理机理，并通过增加金属占空比来实现红外隐身。利用实验方法证实了器件在红外和微波频段的双重隐身效果。对科学发现3做出了贡献。 |
5 | 程强 | 东南大学 | 提出在微结构单元内加载变容二极管，解决了微波段极化器件的功能可重构；提出了光学透明的宽带微波吸收器以及光学微波双重隐身的功能器件。对科学发现2、3、4做出了贡献。 |
6 | 杨万里 | 乐动网页版 | 提出在微结构单元内加载变容二极管和石墨烯材料，利用偏置电压调控电磁波幅/相特性，实现了极化的功能可重构。对科学发现4做出了贡献。 |
九、候选个人合作情况
候选个人合作关系说明 （候选个人不在同一工作单位的，应填写该说明。候选个人均为同一单位则不用填写该说明。） （一）主要完成人首照宇，项目排名第二，工作单位为乐动网页版。2010年3月至2020年5月，第一完成高喜在乐动网页版工作，期间与主要完成人首照宇为同一工作单位，共同发表了多篇学术论文。主要完成人杨万里，项目排名第六，在项目合作期间与高喜、首照宇为同一工作单位。 （二）主要完成人程强，项目排名第五，工作单位为东南大学。 2011年12月至2014年12月，第一完成人高喜在东南大学做博士后期间与主要完成人程强同为东南大学毫米波国家重点实验室崔铁军教授课题组成员，在超材料理论及功能器件领域开展了合作研究。高喜博士后出站后与程强教授继续合作发表了多篇科研论文，包括本项目中8篇代表作中的第2篇（附件编号1-2）为共同作者论文； 主要完成人戴俊彦，项目排名第三，与主要完成人程强为同一工作单位，都为东南大学毫米波国家重点实验室崔铁军教授课题组成员； 主要完成人张琤，项目排名第四，在项目合作研究期间与程强、戴俊彦为同一工作单位。 以上合作关系情况详见附表。
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附表：候选个人合作情况汇总表
序号 | 合作方式 | 合作者 | 合作时间 | 合作成果 | 附件编号 | 备注 |
1 | 论文合著 | 高喜，程强 | 2011.12-2021.7 | A Reconfigurable Broadband Polarization Converter Based on an Active Metasurface | 1-2 |
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2 | 论文合著 | 高喜，首照宇 | 2018.5-2021.7 | Junxiang Huang, Tao Fu, Haiou Li, Zhaoyu Shou, Xi Gao | 1-8 |
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3 | 论文合著 | 高喜，杨万里 | 2015.7-2018.6 | A Reconfigurable Broadband Polarization Converter Based on an Active Metasurface | 1-2 |
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4 | 论文合著 | 戴俊彦，程强 | 2015.3-2021.7 | An ultralight and thin metasurface for radar-infrared bi-stealth applications | 1-6 |
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5 | 论文合著 | 张琤，程强 | 2015.3-2021.7 | Broadband metamaterial for optical transparency and microwave absorption | 1-4 |
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