摘要：刘桂强团队的研究紧密围绕国家“双碳”战略目标和江西省“1269”行动计划，重点聚焦太阳能绿色能源与物理、化学等领域的交叉创新，以材料物性、物理模型及空域共振为核心突破方向，致力于解决当前光吸收器结构复杂、吸收效率低且吸收带宽窄等瓶颈难题，深耕宽频带完美光吸收器

日前，2024年度江西省科学技术奖获奖项目公布，我市科技成果喜获丰收，35项科技成果获奖。

江西师范大学刘桂强团队宽频带完美光吸收等离激元共振微结构的构筑及协同机理荣获2024年度江西省自然科学奖二等奖

项目名称：宽频带完美光吸收等离激元共振微结构的构筑及协同机理

主要完成人：刘桂强，刘正奇，刘晓山，付国兰

主要完成单位：江西师范大学

一、追求卓越，紧跟国际学术前沿

刘桂强团队的研究紧密围绕国家“双碳”战略目标和江西省“1269”行动计划，重点聚焦太阳能绿色能源与物理、化学等领域的交叉创新，以材料物性、物理模型及空域共振为核心突破方向，致力于解决当前光吸收器结构复杂、吸收效率低且吸收带宽窄等瓶颈难题，深耕宽频带完美光吸收器的物理模型、原理及光-电、光-热转换性能，发展了一系列新理论和新方法，取得了一系列突破性研究成果，为太阳能战略型产业和未来高性能信息光电子科技的发展奠定了坚实的基础。相关成果在Laser Photonics Rev., ACS Photonics, Sol. Energy Sol. C, Sensor. Actuat. B, Phys. Rev. B, Appl. Phys. Lett., Opt. Lett., Opt. Express和Carbon等物理学、工程技术、材料科学领域的国内外知名期刊上发表。所构筑的吸收器物理模型和相关原理获得了国内外诸多院士、知名期刊主编/编委、国家科技奖/伍德奖/笛卡尔奖获得者的正面引用和高度评价。提出的基于多样化协同原理的少层微结构光吸收器被誉为当前吸收光谱范围最大且吸收率最高的最佳吸收器。

二、开拓创新，破解光吸收器壁垒

宽频带完美光吸收是光电/光热电等芯片模块深层次发展的内在需求，也是太阳能战略型产业大力发展的关键所在。但结构简单的光吸收器，其吸收带宽较窄，而具有宽吸收带宽的则结构非常复杂，且大多转换效率较低。面对当前光吸收器吸收带宽和结构复杂度间难协调的瓶颈问题，刘桂强团队历经廿载协同攻关，发现其核心原因在于：原理单一是宽频带高效光吸收实现难的瓶颈所在，故而原理革新势在必行。刘桂强团队以宽频带完美光吸收器为核心目标，基于物理模型微结构空域自由度的多重调控和材料宽频域本征吸收的不同组合方式，提出了基于材料的频域本征吸收和微结构模型的空域共振的多样化协同原理：一是空域共振与频域本征吸收的双域协同、二是多重光学共振与多层级耦合、三是共振结构空间分布参量的主动调谐等，实现基于等离激元共振微结构的宽频带完美光吸收。刘桂强团队的研究，打破了以往光吸收器原理单一的局限性，解决了吸收器尺寸过大、吸收带宽窄、结构复杂难制备等关键难题，实现了基于简单微结构和多样化原理的宽频带乃至超宽频带完美光吸收器及应用探索，为攻克宽频完美光吸收的技术瓶颈提供了切实可行的新思路、新原理。

三、砥砺前行，师生共谱光电蓝图

领军担当：刘桂强教授不忘初心、坚守本心，主持各类课题近20项，荣获江西省自然科学奖三等奖和江西省高等学校科技成果奖一等奖各1项，带领团队发表学术研究论文150余篇、授权发明专利20余项。薪火相传：培养了众多技术骨干，指导培养了博士、硕士研究生40余人，团队成员刘正奇、刘晓山、付国兰等学者扎根新型光电功能材料与器件领域，在新型光电功能材料、光吸收/光-热/光-电转换器、光传感器等方面砥砺前行，实践“把论文写在祖国大地”。协同攻关：数十位成员跨越学科壁垒，廿年磨一剑，共谱光电新篇章，擘画光电新蓝图。

供稿：市科技局成果科

来源：科学记录仪