在超曲面中，表面晶格共振(SLR)和连续体中的束缚态(BIC)是实现高质量因子(Q因子)的两种便捷方法。

由中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)的李光远博士领导的一个研究小组揭示了SLR的混合可以在硅超表面中产生双波段BIC。测得的Q因子可高达1240。

他们还表明，通过改变纳米粒子尺寸或晶格周期，可以方便地调整双波段准BIC的共振波长和Q因子。

这项研究于11月1日发表在Nanophotonics上。

迄今为止，周期性纳米结构中的大多数对称保护BIC都依赖于晶胞纳米颗粒的结构对称性破坏。报道的方法包括不对称形状的纳米粒子和不同尺寸的二分纳米粒子。为了实现准BIC的高Q因子，结构不对称参数应该足够小，这对纳米制造提出了挑战。

小于10%的尺寸差异非常具有挑战性，尤其是当纳米粒子直径只有几百纳米时。然而，纳米粒子的相对位置可以在自上而下的纳米加工中得到精确控制。“这促使我们提出周期性二分纳米颗粒，其中中心纳米颗粒从晶胞中心略微偏移，”李博士说。

“令我们惊讶的是，由两个单独的硅晶格支撑的电偶极子SLR(ED-SLR)在二分阵列中完全相互抵消，”李博士说。“相反，由于两个平面内电四极SLR(EQ-SLR)和两个平面外磁偶极SLR(MD-SLR)的混合，我们观察到双频带BIC，这两个独立硅支持格子。”

研究人员还讨论了可调性和潜在应用。他们发现，通过改变硅纳米盘的直径和晶格周期来调节SLR的可调性被双波段BIC继承。

“我们希望这个概念将有助于抑制固有损失并实现等离子体超表面的高Q因子，”李博士说。