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论文
被Science接收。接到通知的那一刻，郭向东就知道自己三年前的决定是正确的。
当时，他放弃了某领先互联网公司的高薪工作机会，申请了中科院特聘研究助理计划，选择留在中科院国家纳米科学中心继续深造。他的科学研究工作。
纳米中心研究员戴庆和香港大学教授张爽的研究小组最近与其他合作者联手，创造了迄今为止最高分辨率的光学成像镜头，超越了传统光学的极限成像分辨率。这项极具创造性的研究结果发表在《科学》杂志上。
戴庆、伦敦帝国理工学院JohnPendry教授、中国科学院外籍院士、香港大学教授张爽和张翔为该论文的共同通讯作者。香港大学博士后管福新、博士生曾克波、郭向东为该论文的共同通讯作者。第一作者。
大约半年前，郭向东的师兄、纳米中心副研究员胡海也在《Science》上发表了一篇论文。这两位90后的年轻学者是戴庆课题组的第一届和第二届博士生。
为什么他们如此高效？他们的“秘密”是什么？
理论+实验双课程
2020年，站在博士毕业的十字路口，郭向东面临着一个重大决定。做科研是他的爱好，但一份互联网公司的高薪工作却让他内心的天平发生了倾斜。这时，导师戴庆转发了一份关于申请中科院“特别研究助理”的通知。这是中国科学院2019年设立的人才项目，旨在集聚青年人才。
经过激烈角逐，郭向东最终入选，并获得三年总计60万元的资助。他拒绝了企业伸出的橄榄枝，坚定地选择了追求科研梦想的道路。他的感受是，“特别研究助理”优厚的待遇，让年轻科研人员摆脱了大城市生活的后顾之忧，让他能够专心搞科研。
三年后，郭向东如愿完成了一项极具创造性的工作，并发表在《Science》杂志上。“这项工作的原创性非常高，无论是理论创新还是实验设计都令人瞩目。”他说。
这项工作的目标是进一步提高光学成像技术的分辨率。“超透镜”作为一种新型光学成像技术，可以突破传统光学成像分辨率的，生成亚波长图像。
具有“极化子”模式的材料是实现超级透镜的优异材料。“极化子”是入射光与材料表面界面相互作用形成的一种特殊电磁模式。通过压缩光场，可以实现纳米级光学信息的传输和处理。
但光学系统本身造成的“误差”——“本征损耗”始终存在，阻碍了超级镜头分辨率的进一步提升。近20年来，世界各国科学家一直在探索这一关键科学题，但一直未能拿出有效的解决方案。
郭向东的戴庆研究小组与香港大学和伦敦帝国理工学院的学者合作解决了这个题。
研究团队创造性地从理论角度提出了“借助复频波激励的多频组合获得虚拟增益”的方案。他们利用数学公式将复杂的光波转换为几种简单光波的组合，并利用简单光波提供的信息来补偿“固有损失”带来的图像质量损失。
这是一种巧妙的方法，就像用数学计算将光谱中不同颜色的光组合成一种颜色的光一样。新合成的光比不同颜色的原始光显示出更多的细节。
从理论上证明这种方法可行后，科研团队将这一想法变成了现实。张爽课题组管福新等人完成微波实验验证，郭向东完成光学频段实验验证。同时发布了光频段的“基于合成复频波的碳化硅声子极化子光学超透镜”。
近年来，郭向东一直致力于追求光与物质相互作用的极限，探索原子制造技术下的高压缩极化子材料和器件设计。他选择了高度压缩的极化子材料作为基础，亲自制作了合成复杂频率波的超级透镜。
实验证明，新的超透镜将分辨率极限提高了大约一个数量级，达到了百纳米级别。这意味着研究人员可以利用光学成像来“看到”小至数百纳米的物质。
超越对新奇现象的追求
同时实现理论和实验的创新并不容易，这与年轻研究人员的潜心研究密不可分。和很多中科院的年轻科研人员一样，郭向东的师兄胡海深也有同样的感受。中科院为他们提供了高水平的和条件。
此前，戴庆课题组成功制造出极化子晶体管。今年2月，相关论文发表在《Science》杂志上，胡海为第一作者。
围绕极化子晶体管的工作始于2020年。当时，他们和合作者计划对基于石墨烯和氧化钼等材料的极化子器件进行研究，以期在纳米尺度上控制光的传输。“随着研究的深入，我们发现该项目面临的结构性困难比想象的要多。”胡亥回忆道。
科研团队首先科学地发现了一种名为“拓扑转变”的新现象。基于这一现象，他们进一步开发了新型极化子晶体管器件。
“我们没有拘泥于新奇的现象，而是专注于新器件的创造，通过实验不断优化材料堆叠顺序、通道尺寸、电极设计等。”胡海表示，“我们测试了数十台设备，充分验证了性能的可靠性。”
收到审稿意见的时候，正是2023年的春节。“包括戴老师，当时我们都是‘阳’。除夕夜，我们召开了线上会议。伴随着春晚，不断的咳咳，我们对文章的细节进行了充分的讨论，并以追求完美的终极态度修改了文章。”胡亥说道。
研究成果离不开中科院青年创新促进会研究项目的支持。2022年，胡海成为青年促进会会员。此后四年，他每年获得20万元的科研经费和绩效补贴。此外，他还有机会通过这个与院内的年轻科研人员进行交流与合作。
国内外紧密合作是关键环节
自2012年回国加入纳米中心以来，戴庆白手起家组建了研究团队，深耕极化子领域10余年。他们目前正在筹建中科院纳米光子材料与器件重点实验室。
戴庆长期的海外学习和工作经历让他深刻认识到，抢占科技制高点的科研工作离不开合作。研究团队半年内在Science上发表的两篇论文，都离不开与国内外专家的密切合作。
今年3月，郭向东获得青年科技人才中长期海外培训专项经费，带着自己的科学理念前往香港大学，与久负盛名的张爽寻求交流。在极化子和上层建筑材料领域。团队合作的机会。
在来到张爽课题组之前，郭向东在纳米中心已经基本完成了前期实验。随后，双方优势互补，顺利完成了最后一块拼图。
极化晶体管的工作是全光电互连领域的制高点。2020年初，通过中科院合作交流项目，胡海前往西班牙光子科学研究所，与光子学领域著名理论家JavierGarciadeAbajo课题组合作。
“虽然因为COVID-19疫情，交流时间缩短为三个月，但这次学习经历让我对极化子理论知识体系有了进一步的了解。”胡亥说道。
最终，双方合作首次报道了极化子的“面内负折射”现象，为极化子晶体管的构建奠定了物质基础。相关成果与著名学者、美国国家科学院院士德米特里巴索夫的成果以“背靠背”的形式发表在《Science》杂志上。这意味着中国的科研团队跻身世界前列。
锐意进取的科研氛围、优良的科研和充足的科研支撑条件，激发了实验室一批年轻的“追光者”勇于挑战科学题的勇气。
除了胡海和郭向东之外，他们的师妹、特别研究助理吴晨晨在硕士和博士学习的五年时间里，专注于极化子增强液相红外光谱工作，逐步攻克了一个个难题，终于成功研制出来石墨烯增强液相红外传感器。相关成果发表在AdvancedMaterials上。
年轻追光者的共同体会是，面向未来的科学研究不仅需要努力，更需要视野。既要善于从科学研究中判断产业技术发展趋势，又要善于判断产业需求。提取关键科学题。
随着后摩尔时代的到来，光子的纳米级控制成为抢占光电聚变领域技术制高点的基础。“作为国家战略科技力量的‘国家队’和‘国家人民’，我们始终关心‘国家事务’，承担‘国家责任’，努力为高性能光电国家战略需求贡献力量。”芯片。”戴庆说。
甘晓
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