近日，数理学院光学教科研团队在光局域调控方面取得新进展，相关成果以“High-quality flatband resonances in few-cell moiré superlattices by band-offset tuning”为题发表在物理类权威期刊《Applied Physics Letters》（美国物理联合会AIP Publishing，中科院SCI二区，施普林格·自然出版集团编制的自然指数期刊之一），论文作者包括数理学院洪佩龙副教授、易明芳教授、张利伟教授和广西大学梁毅副教授，洪佩龙副教授为论文通讯作者。同时，该论文近日被AIP Publishing官方公众号发文加以重点推介。

莫尔超晶格具有独特的平带光局域特性，为增强光与物质相互作用开辟了新途径。在实际应用中，有限尺寸的莫尔超晶格更为普遍，且少晶胞莫尔超晶格在片上集成领域具有重要价值。为揭示乃至调控少晶胞莫尔超晶格的光局域特性，研究团队从影响光子平带形成更为本质的层间耦合出发，通过引入超晶格中两个子晶格间的能带偏移调控，发现双晶胞超晶格平带谐振的Q值远大于单晶胞中的10⁴到10⁵，最高可达到10⁷量级（如图1所示）；但三晶胞超晶格中平带谐振仅在特定条件下可获得Q值的较大提高，最高可达10⁸量级。这些结果揭示了少晶胞莫尔超晶格中平带光局域随调控参数的鲁棒性及变化规律。考虑到实际微纳加工精度的限制，研究团队认为双晶胞超晶格在高Q值应用中更具潜力；而单晶胞超晶格在中等Q值的应用中更具价值。该工作对实现强局域少晶胞莫尔超晶格具有重要的指导意义。

图 1 四个鲁棒性平带谐振模R_A1（a）、R_A2（b）、R_B1（c）和R_B2（d）在双晶胞超晶格中的log(Q)图，横轴和纵轴分别表示子晶格厚度和单元宽度的变化，其最大Q值分别为2.36×10⁷、4.83×10⁷、1.51×10⁶和3.10×10⁵ [详见Peilong ong et al., Appl. Phys. Lett. 124, 181107 (2024)]

近年来，研究团队在莫尔超晶格光场调控方向取得了一系列进展，包括莫尔平带的无序效应（Optics Letters 49(10), 2553 (2024)，入选编辑精选“Editor's Pick”）和基于能带偏移调控的鲁棒性莫尔平带（Advanced Photonic Nexus 2, 066001(2023)，国际光学工程学会SPIE Newsroom 亮点报导）等。（撰稿：洪佩龙等；审核：张海）