光學超表面在超薄工程界面中以超乎尋常的方式操控電磁波，尤其在中紅外（mid-IR）波段，這些超表面通過增強光與物質的相互作用，為生物化學傳感、光譜學和振動強耦合（VSC）應用開辟了廣闊前景。然而，傳統中紅外超表面通常依附于實心基底材料，因而其共振質量因子（Q因子）受限，并且樣品無法有效接近近場電磁熱點。為了克服這一限制，來自美國威斯康星大學麥迪遜分校的Filiz Yesilkoy教授團隊提出了一種自由懸浮的硅膜中紅外超表面。這種超表面具有強光捕獲能力，可在開放的空氣腔體中實現高Q因子準束縛態連續譜（qBIC）共振，并成功展示了與聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）分子的多頻率振動強耦合。
文章要點：
1. 開發了自由懸浮的硅膜中紅外超表面，以克服傳統中紅外透明基底材料的局限，增強光捕獲能力。
2. 使用布里淵區折疊技術實現了可調諧、高Q因子（高達722）的qBIC共振。
3. 證明了多頻振動強耦合能力，并展示了這種中紅外超表面的量產潛力，為光-物質相互作用的量子相干和極化化學提供了創新解決方案。
參考資料
Adi, W., Rosas, S., Beisenova, A. et al. Trapping light in air with membrane metasurfaces for vibrational strong coupling. Nat Commun 15, 10049 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-54284-0
10.1038/s41467-024-54284-0
