近日，南京大學(xué)胡偉教授、陸延青教授團隊系統(tǒng)總結(jié)了基于液晶的太赫茲光子學(xué)元器件研究進展，以“Liquid crystal based tunable terahertz metadevices”為題發(fā)表于Journal of Materiomics 2025, 11, 100888.

太赫茲（terahertz, THz）波的頻率范圍處于0.1-10.0 THz，介于微波（電子學(xué)）和紅外（光子學(xué)）之間，具有低光子能量、高穿透性、大通信帶寬等特點，另外，許多生化物質(zhì)的指紋譜也落在THz波段。THz技術(shù)在無損檢測、高速無線通信、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景?，F(xiàn)在THz源和THz探測器的開發(fā)已經(jīng)相對比較成熟，與之相比，THz調(diào)制器尤其是動態(tài)可調(diào)的THz元器件方面的研究卻方興未艾。

液晶（liquid crystal, LC）是介于液體和晶體之間的一種中間相，其短程無序，但具有一定的長程有序，兼具液體的流動性和晶體的介電與光學(xué)各向異性。液晶還呈現(xiàn)多層級的自組裝特性和豐富的相態(tài)織構(gòu)，并具有優(yōu)異的外場調(diào)諧特性。特定排布的液晶指向可以進行THz波前調(diào)控。液晶也可以與超表面相結(jié)合形成可調(diào)超器件，在外場（電、光、熱、磁等）作用下，可以實現(xiàn)對THz波的振幅、頻率、相位和偏振等不同自由度的靈活調(diào)控。

該綜述介紹了三類LC THz超器件，LC超表面、LC集成金屬超表面以及LC集成介質(zhì)超表面。具體介紹了三類器件的工作原理、器件設(shè)計與制備技術(shù)，利用液晶對外場（電、光、熱、磁等）的靈敏響應(yīng)，對THz振幅、頻率、相位和偏振進行動態(tài)調(diào)控來實現(xiàn)器件功能，并展望了LC THz超器件的未來發(fā)展方向。

論文第一作者為南京郵電大學(xué)王磊副教授，南京大學(xué)胡偉教授和陸延青教授為論文共同通訊作者。