東方網記者劉曉晶、通訊員陳偉城3月22日報導：今天， 上海市科學技術獎勵大會舉行， 復旦大學物理系教授周磊團隊完成的“電磁超表面對電磁波的調控研究”獲2016年度上海市科學技術獎自然科學獎一等獎。 周磊及其團隊在前沿基礎科學研究中取得的一系列新成果， 開創了超材料研究中“超表面”這一全新領域。
提出“超表面調控電磁波”的科研新概念
自由調控光（電磁波）一直是人類的夢想， 但因自然材料物理特性的限制， 其對電磁波的調控能力非常有限。 為了解決這一難題， 科學家們研發出人工超材料，
為了突破該瓶頸， 教育部“長江學者獎勵計畫”特聘教授， 現任復旦大學物理學系副主任周磊教授領銜的科研團隊提出“超表面調控電磁波”的新概念。 2005年至2014年， 團隊圍繞“利用超表面高效調控電磁波”這一重大科學目標， 在“波前調控”“偏振調控”“傳輸調控”等三方面開展研究。
在“波前調控”方面， 團隊提出利用梯度超表面實現傳輸波到表面波完美耦合的新概念， 並在微波波段進行了實驗驗證， 這為微波波段的“隱身”提出了新思路。
“偏振是電磁波、光波非常重要的特徵， 3D電影技術就是根據偏振原理製成的。 ”周磊解釋道。 用傳統的人工材料調控電磁波的偏振， 普遍存在效率低、體系厚等問題， 而超表面能克服這些難題， 實現高效率調控電磁波偏振。
在“傳輸調控”問題上， 團隊提出電磁波隧穿新機理， 利用超表面高效調控電磁波傳輸。 高性能光電材料具有非常重要的應用價值， 但同時實現高導電性和高透光性始終是個矛盾。 團隊針對這一問題提出解決方案：“在一塊金屬薄膜的兩側貼附超表面結構， 就能保證既有完好的導電性又有近乎完美的電磁波透過率。
實現上述研究成果的前提是設計好超表面結構， 這也是該專案的核心技術。 周磊表示， “用金、銀、銅等金屬材料構建出不同大小不同形狀（如工字形）的二維結構， 再將其按照某種特定的序列排序， 即得到想要的超表面結構， 可以實現‘將光玩弄於股掌之間’的夢想”。
工作的滿足感源於對未知世界的認知
回想起專案的研究過程， 周磊感歎驚喜交加。 梯度超表面的研究想法是在他2005年從海外學成歸來返校工作不久才萌芽的。
2008年， 他指導的一名本科生的畢業設計證明了梯度超表面實現傳輸波到表面波耦合這一概念在理論層面上的可行性。 後來， 他的博士生將該理論付諸實現，
2012年， 他們在Nature Materials發表了該專案的第一篇論文《梯度超表面：一個連結傳播波與表面波的橋樑》。 在論文投稿前， 他們意外地發現哈佛大學的教授剛剛發表了相同研究領域的論文， 只不過他們兩個團隊是在不同的電磁波波段上進行研究， 且哈佛團隊並沒有涉及傳輸波到表面波轉換這一核心思想。 “看著研究一點點做出來， 有種撥雲見日的感覺”， 但當得知哈佛團隊已發表過相同研究的論文， 頓時“有種想跳崖的感覺”。 論文的審稿過程對周磊團隊而言“就是個煉獄”， 他們共經歷5輪審稿， 每一輪都如履薄冰， 痛並快樂著。 “不經歷風雨， 怎能見彩虹”， 周磊風趣地說道。
事實上， 周磊之前是搞理論研究的，
談到為何會選擇回國內發展的原因時， 周磊說:“國內是一個能實現夢想的地方。 ”他認為， “做科學研究的人， 對未知世界的終極真理有著強烈的好奇心， 其工作的滿足感源於對未知世界的認知”。 同時， 他也期待國內的其他同行能夠始終以好奇心驅動著研究工作， 在越來越多的領域中起到引領作用。