近日，仇旻教授科研团队在三维超表面制造领域取得重要进展。2021级博士生陈博取的研究成果“Wafer-scale topography-decoupled 3D metasurfaces”发表于期刊Device。该工作提出了一种晶圆级形貌解耦三维超表面制造策略，为高性能三维超表面的大面积、高精度和批量化制造提供了新的实现路径。

       超表面器件通过亚波长尺度人工结构对光场进行灵活调控，在集成光子学、显示与成像等领域展现出重要应用潜力。然而，传统平面超表面受限于单层结构的几何自由度，器件设计中相位调控、光谱响应和共振强度之间往往存在耦合关系，从而限制了其性能边界。三维结构的引入有望突破这一约束，但现有技术长期受到加工效率、垂直高度精度以及多层制造过程中表面起伏累积等问题的制约。

       针对这一挑战，团队提出了形貌解耦的制造思路，将化学机械抛光与多轮套刻和刻蚀流程相结合，把复杂垂直形貌的构建转化为一系列可平坦化处理的二维加工步骤，从而实现平面几何与垂直高度两个维度的独立调控。该策略突破了传统三维纳米结构制造中因表面起伏累积而难以扩展到大面积加工的限制，为标准半导体工艺兼容的三维超表面制造建立了新的工艺基础。

       该研究为三维超表面的高精度、批量化制造提供了新的方法学基础，也为结构色显示、超构光学器件以及新一代集成纳米光子器件的发展提供了新的工艺支撑。此次成果的发表，进一步拓展了超表面从平面结构向三维架构发展的制造路径，并为高性能纳米光子器件的工程化实现提供了新的思路。

原文链接：https://www.cell.com/device/abstract/S2666-9986(26)00070-0