湖南大学“岳麓材料杰出学者论坛”第259期
题 目：单分子成像、检测及原子尺度电磁理论
报告人：李志远 教授 华南理工大学物理与光电学院
地 点：中四栋二楼会议室
时 间：2024年3月20日（周三）下午14：00-15：00
主持人：王笑 教授
邀请人：材料科学与工程学院
报告摘要：光学的基础知识及其技术应用层出不穷，日新月异，为推动人类社会的发展做出了巨大的贡献。单分子水平灵敏探测和传感、纳米及原子尺度显微成像、极宽带激光和光谱检测等为当前光学乃至自然科学的若干重大前沿问题。本报告将介绍我团队近年来在三个重要前沿科学问题上的研究进展：单分子光学显微成像、拉曼检测以及原子尺度电磁理论。我们深挖表面等离激元纳米光场调控物理，设计并利用激光直写3D微纳打印技术研制成功了三高（高分辨 ~5nm、高通光率~10%、高反衬度~20dB）近场光学显微成像（SNOM）探针，其带宽支持钛宝石飞秒脉冲激光传输。该探针可充当高时空分辨单分子光学显微成像的核心器件，有望广泛应用于单分子、二维材料、纳米材料和器件、生物大分子和细胞等物理、化学和生物学性质的动态探测和分析。其次，我们深挖拉曼散射电磁场增强和化学增强的潜力及其协同作用机制，创造性地发明了等离激元纳腔-二维材料SERS基底，实现了对RhB分子16个数量级的拉曼信号增强，以及e-18 mol/L的检测灵敏度，将单分子SERS水平提升到崭新的高度。最后，我们认识到在纳米和原子尺度，描述物质电磁响应的介电常数和折射率不再是一个精确的好物理量，为此，构建了原子尺度电磁理论。从单原子及单原子层的电磁响应—原子体极化率和原子层线极化率出发，构造了单原子层对电磁波的传递矩阵，获得了反射、透射和吸收系数，进而建构了宏观光学物理量与微观原子电磁响应之间的关系，搭建了宏观世界和微观世界光学之间的一座桥梁，为发展超越连续介质麦克斯韦方程组为核心的电磁理论迈出了关键性的一步。
报告人简介：李志远教授1994年本科毕业于中国科技大学物理系，1999年博士毕业于中科院物理所。2004年入选中国科学院“百人计划”，2005年获国家杰出青年科学基金，2011年度获中国光学学会“王大珩光学奖”，入选2014和2018年全球高被引科学家以及2016-2022年中国高被引科学家。2004-2016年任中科院物理研究所研究员、课题组组长，2016年10月起任华南理工大学物理与光电学院教授，副院长。从事微纳光子学、非线性光学、激光技术、拓扑光子学和量子物理中的理论、实验和应用研究近30年，已在PRL, Science Advances, Chem. Soc. Rev., JACS, Adv. Mater., Nano Lett., ACS Nano, Light等物理学、光学、化学和材料学期刊上发表SCI论文近500篇，被SCI引用33,000次，H-index为86，在国际国内重要的学术会议上做邀请报告130多次。曾任EPL co-editor，现任《光子学报》副主编。
