王攀，浙江大学光电科学与工程学院研究员，博士生导师，现任中国激光杂志社青年编委。2008年本科毕业于浙江大学光电信息工程学系，2013年获浙江大学光学工程博士学位，2014-2019年在英国伦敦国王学院物理系Anatoly Zayats教授研究组从事博士后研究工作，2019年加入光电科学与工程学院。主要从事微纳光子技术及器件应用研究，目前重点研究具有极端光场约束能力的表面等离激元纳米结构中的光-电-物质相互作用，发展新型超紧凑、低功耗、快响应的纳米光电子技术与器件。

做科研就是寻找灵感、不断发现问题、解决问题的过程。在与表面等离激元共舞的这些年，王攀研究员从第一次确立研究方向、到独立制备实验材料、到创新研究成果，都不是一帆风顺的事情；持之以恒，不轻言弃，才是他坚持科研登峰的常态和动力。

● 第一次感受到金属纳米结构有趣的光学特性 ●

2008年，我保研进入浙江大学光电学院童利民教授研究组直接攻读博士学位，起初的研究方向是微纳光纤。2010年，我第一次参加国际学术会议，在会上聆听了很多光学知名学者的报告，也是我第一次了解到金属纳米结构由于表面等离激元共振产生的有趣光学现象和应用。回来后，我一直思考能否将目前熟悉的微纳光纤和金属纳米颗粒结合起来做些有趣的研究工作。在和童老师讨论后，得到了童老师的肯定和支持。

如何获得金纳米棒材料是我在实施过程中遇到的第一个难题。自己直接向国外厂商订购，但当样品到达国内海关时，由于无法提供黄金及其制品进出口许可证，最后不得不放弃该样品，这才下定决心自己合成。虽然没有化学背景，但是根据文献中描述的步骤，经过将近半个月的不断尝试，终于制备出高品质的金纳米棒颗粒溶液，随着尺寸不断变化的溶液颜色和暗场散射照片深深吸引着我。随后，通过将金纳米棒和微纳光纤结合，先后成功实现高效导波激发纳米颗粒表面等离激元^[1]和纳米颗粒共振线宽的显著压缩^[2]。随着研究的不断深入，研究的等离激元纳米结构的特征尺度也不断缩小，其中蕴含的丰富的物理和光学特性让我对金属纳米材料更加着迷，也逐渐成了我的主要研究方向。

我现在主要从事微纳光子技术及器件应用研究，重点研究具有极端光场约束能力的表面等离激元纳腔中的光-电-物质相互作用，发展新型超紧凑、低功耗、快响应的纳米光电子技术与器件。1959年底在加州理工学院召开的美国物理学年会上，物理学大师理查德.费曼教授发表了题为“There's plenty of room at the bottom”的著名演讲，我非常喜欢这篇演讲。相应地，尽管等离激元纳腔的特征结构已经非常小（间隙在纳米甚至亚纳米尺度），但可以提供一个在分子甚至原子尺度研究光与物质相互作用的平台，仍然存在着无垠的研究空间等待着我们去探索。

● 华为合作、开放的企业文化对学术研究的帮助 ●

博士毕业的时候，恰好有同学告诉我华为中央研究院在招聘光互连方面的科研人员，介于我博士期间做了很多微纳光波导方面的工作，想着自己学到的知识有可能在实际中有所应用，非常兴奋，于是加入了华为。

这是一段非常有意义的经历，华为工作期间让我感触最深的是其学习、创新及合作、开放的科研氛围。支持参加各类学术交流活动，充分了解本领域最新科研进展和客户实际需求，提升科研成果向实际应用的转化效率，而这也是目前我经常思考的。同时，我也深入了解了华为的奋斗文化及自我批判，不断激励着我在科研道路上奋力前行；在此期间，我也学习了很多项目组织规划和企业的团队合作，这对我后面的学术研究以及目前的科研团队建设有着很大的帮助。

大概半年之后，伦敦国王学院Anatoly Zayats教授发邮件告知他们有一个新的博士后职位，问我是否还有兴趣申请。思考再三，由于更喜欢在高校从事学术研究，因此从华为离职去了英国加入Anatoly Zayats研究团队（图1）。

图1  研究小组博后聚餐合影（左五为王攀研究员，右二为Anatoly Zayats教授）

● 孤军奋战喜获成果，却发现类似研究刚发表 ●

博士后工作期间，我面临了一个很大的挑战，如何利用紧凑的电学方式实现表面等离激元超材料（图2a）的激发，这对实现等离激元器件的小型化和片上高密度集成具有重要意义。经过一段时间的调研和思考，我提出可以通过构建隧道结利用电子隧穿效应实现等离激元的激发。不同于常规的等离激元电激发方式（即利用电泵浦的LED实现间接激发），这是一种新的尝试，困难是显而易见的，要想产生较为明显的电子隧穿效应，首先需要制备介质厚度小于2 nm的金属-介质-金属隧道结，这需要极高的纳米加工制备技术。同时，高密度（~10¹¹ cm^-2）隧道结阵列的面积在平方毫米尺度，少数几个隧道结的短路就会导致整个器件的失效。

尽管困难重重，直觉告诉我这非常值得尝试。经过将近一年的不断摸索，最终实现了金属-空气-金属以及金属-分子-金属隧道结阵列的构建，成功观察到了由于激发的等离激元（其原理是电子非弹性隧穿）辐射衰减而产生的肉眼可见的发光（图2b），其光谱可以通过调节超材料结构参数和施加的偏置电压实现调节，并具有高的激发效率。说实话，这段时间做得非常辛苦，因为这是我第一次接触隧道结，没有任何知识储备，研究组也只有我一个人做这个方向，没有任何人可以一起讨论，几乎是一个人实现材料制备、纳米结构加工、电学测试、光学表征、理论分析等过程。

图2  (a)金纳米棒阵列超材料扫描电子显微镜照片；(b)金纳米棒阵列在2.5 V偏压下发光照片；(c)等离激元隧道结阵列中的光-电-分子相互作用。

不过，正当我整理研究成果准备投稿的时候，却发现已有两个类似的研究成果先后发表，这对我的打击非常大。经过一段时间的调整，我下定决心继续深入研究，发现隧道结中弹性隧穿产生的热电子通常被大家忽略掉。随后我系统地研究了隧道结中电子非弹性和弹性隧穿过程，首次揭示了隧道结中的电子、等离激元、光子和分子的相互作用而产生的丰富的物理、化学现象（图2c），开拓了电子隧穿效应的多个重要应用方向（如片上等离激元激发、纳米光源、高灵敏度传感等），相关研究成果^[3-5]最终发表。也就是这段研究经历让我对具有极端光场约束能力的等离激元纳腔产生了极大的研究兴趣，确定了我目前的主要研究方向。

● 深度合作建设实验室 ●

2019年5月，我加入浙江大学光电科学与工程学院。经过两年多的建设，实验室已经具备相关科研条件。接下来，主要基于表面等离激元纳腔并结合新型功能材料，实验室团队（图3）将开展研究极端局域条件下光子、等离激元、隧穿电子、激子等相互作用产生的新特性和新效应，在此基础上发展新型光电子器件，如纳米光源、超快调制器、探测器、传感器等微纳光电子器件，同时也期望能将相关纳米技术拓展应用到宏观尺度，实现看得见、摸得着的器件应用。

我是童老师领导的微纳光子学研究组（http://www.nanophotonics.zju.edu.cn）的一员，因此我和童老师及组内老师在微纳光子技术和器件研究领域有着很多的合作。另外，我和Anatoly Zayats教授也一直保持着深度的合作关系，主要聚焦在基于等离激元的光学非线性、热电子、传感等研究领域。

图3  研究小组合影（左一为王攀研究员）

● 时常翻阅文章，我对中国激光杂志社了解颇深 ●

中国激光杂志社是国内知名的光学期刊出版机构，博士期间经常阅读Chinese Optics Letters、《中国激光》、《激光与光电子学进展》等期刊出版的学术文章，印象深刻。近些年，又非常成功地创办了Photonics Research和Advanced Photonics两本英文期刊，博士后合作导师Anatoly Zayats教授是Advanced Photonics主编之一，因此本人对中国激光杂志社比较了解。

当得知杂志社开始遴选第二届青年编委会，便提交了申请表，最后很荣幸成为中国激光杂志社青年编委会大家庭的一员。青年编委会里汇聚了国内光学领域的优秀青年科学家，一方面期望能通过这个平台和大家进行学术交流，开阔自己的眼界，并开展科研方面的合作；另一方面，也期待通过青年编委会这个平台发挥自己的能量，为国产期刊的推广和发展做出自己的贡献。