嘉宾: 香港青年科学院院士、香港科技大学超材料研究中心主任李赞恒教授

「大家好，我是李赞恒教授，我在香港科技大学物理系担任教授，也是超材料研究中心主任，我也是香港青年科学院院士。我的研究领域主要是围绕超材料以及纳米光子学，我的研究目标是通过这些精细的纳米结构的设计来构建新的超材料，实现一些看上来科幻的应用，譬如电影《哈利波特》中的隐形斗篷。」

超材料是一种人造的材料，有别于一般材料通过化学成分来决定它们的光学性质，超材料可以因应内部的结构设计，可以跳出这个框框，意味着它可以超越一般材料所能提供的光学性质。  

「我举一个例子，例如我们要描述光的传播方向，我们通常是通过折射率，通过这些特别的结构，我们可以控制光波，甚至有时候是声波，或者水波或弹性波的折射率，它可以令到它很大 ，远大于空气的折射率，甚至可以是负数，这些特别的控制能力令到超材料可以用在一些很特别的用途，例如刚才我提及，可以使一些物体隐形或者制造错觉，混淆物体的大小和位置。 另外，超材料也可以用于例如高效的吸音，或者改良天线的接收率的应用。我举一个简单的例子，例如我们的眼镜，其实我们的透镜是用它的曲面来控制光线，但是如果用上这些超材料或者超表面的话，其实可以纯粹通过组建这些纳米结构形成一个表面，可以用很平、很薄的材料来制造这些透镜，甚至可以超越原来透镜的控制能力，令到光学器件更轻或者更省空间，直接就可以改变现在光学领域的一些相关研究甚至应用。 超材料的应用可以用来改装手提电话或者显微镜的镜头，令到它有新的感受，譬如它可以感受到光的偏振，譬如现时我们日常生活中听见的虚拟实境(VR)或者扩增实境(AR)，也可以做更高解像度的全息图， 这些用上超材料或者超表面，就可以用单层的纳米结构实现，它有更高的效率，也有更少的像差，频率上也可以更宽大，令到它从成像到通讯方面，功能都可以有所提升。刚才我提到《哈利波特》里面的隐形斗篷，其实很像很遥远，但超材料已经开始可以令它实现，最重要的就是它背后的原理，静悄悄地为我们现在制造光学元件带来一些冲击和变化，因为它的原理可以令到那些光学器件更加轻，所以譬如在隐形斗篷这个例子上面， 我们希望以后可以造出更薄和轻的隐形斗篷，使用这些超表面来实现这个目标。」

科学家正在研究，将这些超表面可以与现有的半导体制造工艺相结合，有助实现大规模生产。 

「它已经有研究的价值，但是要有应用的价值，我们一定要令到它能够更便宜地生产，所以我们现在研究的会是一些纳米印压技术，令到它能够更大面积，更容易地生产。 另外，我们也会在一些新的领域上面，希望用到这些超表面，因为它可以令到东西更轻。在我的研究当中，我们很希望将这些超表面，用在量子光学来发挥更大的作用。 在量子光学中，其实这些超表面是可以更精确地控制光的量子态，希望它们能够对譬如量子的计算或者是量子的通讯，令到它的元件更轻，更加省空间，这些都是我们未来这几年，甚至十年想达至的趋势。」