bv1946伟德官网光电功能材料器件与物理研究团队曹水艳副研究员与国际前沿科学研究院刘衍朋教授合作，研究了一种多功能Kekulé超表面平台与基于此系列超表面结构的多自由度可控SPP晶格，实现了表面等离子体激元在二维极限下的晶格类型、空间分布及位点相对强度的可控参数调控；构建了片上可重构的面内/面外光源阵列，并进一步证明了的SPP晶格作为图像加密/解密的技术应用。相关成果以“基于Kekulé超表面的多功能片上等离激元晶格(Versatile on-chip plasmonic lattices enabled by Kekulé metasurfaces)”为题在线发表于《Nature Communications》。bv1946伟德官网22级电子信息专业硕士生刘金果、罗宇凡及聊城大学赵爱荣博士为论文共同第一作者，曹水艳副研究员和国际前沿科学研究院刘衍朋教授为共同通讯作者。光电功能材料器件与物理研究团队阚彩侠教授、姜明明教授、杜朝玲副教授也参与了该工作的研究。

表面等离子体激元(SPP)从早期被定为横磁极化的表面波，已发展为具有准粒子本征属性的二维光学准粒子，且其动力学由电磁场、材料介电响应、结构几何与多体散射等多因素共同决定。而将SPP有序排列成面内晶格，不仅能揭示丰富的多体与量子动力学并对平面SPP放大器、紧凑辐射源及集成纳米光子器件具有重要意义，然而现有研究仍缺乏一种在二维极限下既能宏观探测又能精确调控SPP准粒子有序化与演化的多功能平面平台。为此，团队提出并实现了基于Kekulé超表面的人工等离激元SPP晶格体系。通过将纳米狭缝首尾相接成六边形并叠加翼状纳米狭缝，实现了晶格位点空间分布与相对强度的多自由度可控调节，同时采用泄漏辐射显微平台对SPP在二维极限下的局域化与晶格演化进行可视化验证，完成理论与实验的协同证明。基于此可调平台，研究团队进一步展示了可重构的片上发光阵列及高安全性的图像加密/解密方案的应用，实验证明通过与外翼纳米狭缝的耦合可以同步调控SPP的轨道角动量、拓扑电荷与强度分布。该工作不仅提供了一种用于宏观探测与定向操控二维SPP准粒子的新型超表面方案，也为微纳激光器、光学信息安全以及二维体系中准粒子行为的深入研究开辟了新的实验平台与技术路径。

该研究工作得到国家自然科学基金、江苏省自然科学基金、山东省自然科学基金、国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费和国家国防科技工业局、机械结构力学与控制国家重点实验室研究基金、航空航天结构力学与控制全国重点实验室（bevictor伟德）、江苏省高等教育重点团队建设基金的支持。计算工作在 NUAA 高性能计算中心完成。感谢 NUAA分析测试中心提供的技术支持。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41467-025-65656-5