Основы и приложения метаповерхностей

Метаповерхности в последние годы стали быстро развивающейся областью исследований благодаря исключительным возможностям управления светом и универсальности в ультратонких оптических приложениях. Они также выигрывают за счёт упрощённых технологических процессов по сравнению с метаматериалами и перспективны для интеграции с чип‑нанофотоническими устройствами благодаря своей плоской конфигурации. Обзор последних достижений в области метаповерхностей представлен с их классификацией на шесть категорий в зависимости от базовой физики, обеспечивающей полное 2π фазовое управление. Начиная с мультирезонансных и gap‑plasmon (зазорно‑плазмонных) метаповерхностей, которые опираются на геометрический эффект плазмонных наноантенн, метаповерхности на основе фазы Панхарнатнама–Берри, напротив, используют одинаковые наноантенны с различными углами поворота. Недавнее развитие метаповерхностей Гюйгенса и полностью диэлектрических метаповерхностей особенно полезно для высокоэффективных пропускательных приложений. Приводится обзор современных технологий фабрикации, от широко используемых процессов, таких как электронно‑лучевая и фокусно‑ионная литография, до некоторых перспективных методов, таких как самосборка и наноимпринт‑литография. Описан также ряд функциональных материалов, внедряемых в перенастраиваемые или настраиваемые метаповерхности. Наконец, обсуждаются несколько современных перспективных приложений на основе метаповерхностей и даются мнения о перспективах развития.