近年来，石墨烯材料以其独特的物性吸引了科学界广泛的研究关注，英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫因在石墨烯方面的研究荣获获得2010年度诺贝尔物理学奖。石墨烯由单层碳原子的二维六角格子构成，其低能能带呈现出无质量手征的Dirac电子特征，其布里渊区包含K和K’两个不等价的能谷。石墨烯中的这两个谷由时间反演对称性相联系，这与电子自旋十分类似。所以石墨烯的谷自由度可视为赝自旋。

赝自旋是描述石墨烯等二维材料中电子特殊行为的一个重要概念。虽然赝自旋本身就是一种轨道角动量，但二维材料中的赝自旋并不是真正的电子自旋，无法与磁场直接作用而被认为无法被测量。利用人工材料构造的光学石墨烯结构是研究石墨烯材料中电子类似性质的有效平台，其赝自旋已被证明和实验证实可以被探测。

但是，光的自旋和赝自旋之间的相互作用则尚未有人研究。

近日，哈尔滨工业大学在纳米光子学方面研究取得新进展，理学院物理系青年教师刘建龙博士以第一作者身份在自然出版集团旗下的英文光学国际学术期刊《光：科学与应用》上发表题为《交错光学石墨烯中赝自旋引发的手性》的研究论文。

刘建龙提出可以利用交错型的光学石墨烯结构，通过亚波长物体的散射，使光的自旋向轨道角动量转换，让光的自旋与赝自旋发生强烈耦合，使得透射光的透过率具有手性选择性。该论文从理论上证明了光的自旋和赝自旋的耦合，使得赝自旋成为一个可以被直接激发、测量并有效利用的物理量，为未来基于赝自旋的新型光子器件的研究开启了一扇新的大门。

文章链接：

Jian-Long Liu, et al, "Pseudospin-induced chirality with staggered optical graphene," Light: Science & Applications (2016) 5, e16094; doi:10.1038/lsa.2016.94

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