日前，威尼斯144777物理学院姚裕贵团队成员王冲特别研究员与复旦大学物理系晏湖根教授合作在光学权威期刊《Photonics Insights》发表关于低维二维材料光学与极化激元性质的综述论文。该综述系统总结了在各类低对称性的二维材料中的光学性质和极化激元的最新研究进展，重点介绍了各向异性的带间吸收、发光、激子效应、非线性光学，以及各种双曲极化激元的探测、调控及应用，并且对该领域未来的研究方向给出了展望。

《Photonics Insights》是由中国科学院上海光机所所与中国光学学会共同出资成立，SPIE国际光学工程学会、CLP中国激光杂志社联合出版，是国内光学领域第一本英文综述期刊。本文章作为封面文章刊登在《Photonics Insights》 2023年第1期。

通常二维材料只包含了一个到几个原子层，但是却展现出了非常强的与光相互作用的本领，比如单层过渡金属硫族化合物（TMDCs）中的激子吸收可以达到20%。二维材料种类繁多，能带结构丰富多样，再加上其能带结构极易被调控，因此蕴含了丰富的光学性质。而在低对称性的二维材料中，面内晶体结构的各向异性不仅使材料具有二向色性以及双折射，同时为材料提供了新的自由度来探测与调控光，在特定情况下还会使面内光电导沿着不同主轴出现异号从而形成双曲极化激元，而这种特殊的极化激元在晶体内定向传播同时具有极大的光子态密度，在光子学领域备受关注。以上这些都意味着低对称性的二维材料蕴含着更加丰富的光与物质相互作用物理图像。关于低对称性二维材料研究源于2014年二维黑磷的加入，至今已有几十种各向异性的二维材料被发现。根据晶系可以分为分为三大类，即：正交晶系（如：黑磷、黑砷，四族单硫化合物(GeS,GeSe,SnS,SnSe)等）,单斜晶系（如：1T’相的WTe₂,TiS₃等）和三斜晶系（ReS₂,ReSe₂）。本综述文章对各类的低对称性二维材料中的光学性质包括带间吸收、发光、激子效应、非线性光学以及各类极化激元的研究做了系统的归纳和总结，并提出对未来的研究方向提出了展望。

图1 低对称性的二维材料中的光学性质和极化激元

上述工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、威尼斯144777青年教师学术启动计划等相关项目的支持。

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