近年来，中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）微加工实验室一直致力于3D微纳结构的加工方法和器件应用研究。他们发明了一种基于聚焦离子束的应变诱导3D微纳米结构加工新方法，可以将一维和二维材料进行不同程度的多次有序折叠，实现纳米结构单元在空间、尺寸、周期与几何形貌可调制的大面积可控加工。 

 

　　最近，该实验室博士刘哲以及研究员李俊杰和顾长志等人将这种折叠式3D结构的材料从金属纳米线和纳米薄膜扩展到金属/介质复合结构，以透明SiNx薄膜为骨架，利用聚焦离子束应变诱导折叠加工工艺，将微米尺寸的金属开口谐振环结构在3D空间以不同的开口方向和空间位置进行组合，获得具有高构型自由度的3D光学超材料。在垂直方向入射光的激发下，金属谐振环产生LC共振，不同开口方向谐振环的共振模式发生耦合，导致磁偶极矩沿环形首尾相接，形成环磁偶极共振。该环磁共振位于中红外波段，且品质因子高达20.78，是在光频波段已有报导的最高值。通过分析环磁偶极矩的辐射能量谱，他们观察到在共振频率处TZ取得最大值，证明了环磁偶极共振的存在。为了使环磁偶极辐射的强度高于电偶极和磁偶极，他们利用斜入射的TM波进行激发，发现随着入射角度的增加，TZ辐射分量逐渐增强，并且在75°入射角时其辐射强度超过电偶极和磁偶极，同时仍保持较高的品质因子。这一结果证明了利用折叠式3D结构实现高品质因子环磁偶极共振的可能性，显示出在高性能传感和等离激元激光等领域的广泛应用前景。