2015.10 – 2019.07 海德堡大学 博士
2013.10 – 2015.10 斯图加特大学 硕士
2009.09 – 2013.06 南开大学物理学院 学士

2024.01 – 至今 北京理工大学 教授
2021.01 – 2023.12 以色列理工大学 博士后
2019.08 – 2020.12 马克思普朗克研究所 博士后

*Dynamic nanoplasmonics and metasurfaces
*Active/intelligent nanodevices, ultrasensitive gas-/bio- sensors, subwavelength displays
*Plasmonic-assisted catalysis, hydrogen doping/storage/diffusion
*Phase transition materials, 2D materials
*Topological photonics
*Nano-laser

超构材料(包括二维超构表面)是通过设计人工功能基元和它们的空间序构构筑的新材料，即通过微纳加工技术对天然材料的关键物理结构进行有序设计，获得超出自然材料本身固有物理性质的超常光学特性。因此，超构材料被《科学》期刊评为本世纪初十大科学进展之一，被美国国防部列为六大颠覆性基础研究领域之一。超构材料在材料隐身、智能蒙皮、雷达天线、吸波材料、电子对抗雷达、无人机雷达、声学隐身技术等国防军工领域，以及信息技术、人工智能等民用领域具有重大而深远的应用价值，已经成为各国国防竞争的焦点。

传统的超构材料往往是静态的被动器件，即制备完成后其功能是固定且单一的，这极大地限制了其应用场景。动态超构材料是由被动的超构材料和动态组件结合而成，通过操控其中的动态组件，可以产生多种不同功能，从而实现其信息化和智能化。但是，相较于微波、太赫兹等长波波段，动态超构材料在可见光、近红外等短波段的发展遇到了重大挑战：(a)在光学波段下，具备高效动态响应的相变材料十分稀缺；(b)相变材料的动力学特性在纳米尺度下缺乏相关研究，难以直接应用；(c)光学超构表面的尺度更小，更难与动态材料结合，对结构设计和微纳加工提出更高要求。相较于长波波段，高频短波超构材料涵盖许多关键领域，例如通讯、成像、传感、生物医学等，可以提升信息处理速度和带宽，增强成像分辨率和传感灵敏度，拥有更大的研究潜力和应用前景。

鉴于超构材料的重大国防军工应用，本课题组聚焦光学波段动态超构材料关键科学问题，突破了极端微纳加工和动态纳米材料技术瓶颈，首次在可见光波段实现了动态超构材料，并将其器件化、信息化和智能化，拓展了其在动态超分辨显示技术、高级别光信息加密、光通信和光传感、手性纳米结构调控、动态纳米激光器等领域的应用，为实现超构材料的信息化和智能化奠定了基础，并积极促进了极端制造领域和先进纳米光子学器件领域的发展，因此得到广泛的国际关注和跟踪。已发表学术论文31篇，其中以第一或通讯作者身份发表顶级期刊论文13篇，包括Science 1篇，Nature Communications 1篇(ESI高被引论文)，Nano Letters 2篇，Advanced Materials、Accounts of Chemical Research、ACS Nano、ACS Photonics、Physics Review Materials文章各1篇；以合作者身份，发表论文18篇，其中Nature Materials (1篇)，Nature Communications (4篇)，Science Advances (4篇)。论文总引用3800余次，H-index: 23，Top 1% ESI高被引用论文4篇；担任Light: Science & Applications, Nano Letters, ACS Applied Nano Materials, Optics Letters等学术期刊审稿人。主要研究成果包括五个方面(1项基础研究+4项应用研究)：

1、纳米尺度下新材料的动态特性开发。

2、基于动态超构表面的新型动态结构色显示技术。

3、先进高维度光学信息加密技术。

4、新型可重构手性纳米器件研究。

5、动态微纳激光器研究。

完整论文清单：https://scholar.google.com/citations?user="hNfHg40AAAAJ&hl=en

ResearcherID: M-5453-2015

ORCID: 0000-0002-8720-3788

代表性论文发表情况：

(#共同一作, *通讯作者)

[1] Xiaoyang Duan#, Bo Wang#, Kexiu Rong#, Chieh-li Liu, Vladi Gorovoy, Subhrajit Mukherjee, Vladimir Kleiner, Elad Koren, Erez Hasman, Valley-addressable monolayer lasing via spin-controlled Berry phase photonic cavities, Science, 381, 1429–1432 (2023).

“谷光子晶体+谷电子晶体”构造出首个自旋可控的动态超表面微纳激光器。

中国物理学会，应用物理前沿推介：https://mp.weixin.qq.com/s/HGp2JfdqKZx6hVj3iw54aA

[2] Xiaoyang Duan, Simon Kamin, Na Liu, Dynamic plasmonic colour display, Nature Communications, 8, 14606 (2017). (ESI高被引论文)

[3] Jochen A. Kammerer, Xiaoyang Duan*, Frank Neubrech, Rasmus R. Schröder, Na Liu*, Martin Pfannmöller*, Stabilizing γ-MgH2 at nanotwins in mechanically constrained nanoparticles Advanced Materials, 33, 2008259 (2021). (通讯作者)

[4] Xiaoyang Duan, Samuel T. White, Yuanyuan Cui, Frank Neubrech, Yanfeng Gao, Richard F. Haglund, Na Liu, Reconfigurable multi-state optical systems enabled by VO2 phase transitions, ACS Photonics, 7, 2958 (2020). (入选期刊封面)

[5] Xiaoyang Duan, Na Liu, Magnesium for dynamic nanoplasmonics, Accounts of Chemical Research, 52, 1979 (2019). (invited)

[6] Xiaoyang Duan, Na Liu, Scanning Plasmonic Color Display, ACS Nano, 12, 8817 (2018).

[7] Xiaoyang Duan, Ronald Griessen, Rinke J. Wijngaarden, Simon Kamin, Na Liu, Self-recording and manipulation of fast long-range hydrogen diffusion in quasifree magnesium, Physical Review Materials, 2, 085802 (2018).

[8] Yiqin Chen#, Xiaoyang Duan#, Marcus Matuschek#, Yanming Zhou, Frank Neubrech, Huigao Duan, Na Liu, Dynamic color displays using stepwise cavity resonators, Nano Letters, 17, 5555 (2017).

[9] Xiaoyang Duan, Simon Kamin, Florian Sterl, Harald Giessen, Na Liu, Hydrogen-Regulated Chiral Nanoplasmonics, Nano Letters, 16, 1462 (2016).

[10] Xiaoyang Duan, Song Yue, Na Liu, Understanding complex chiral plasmonics, Nanoscale, 7, 17237 (2015).

本实验室专注于微纳光子学领域，理论和实验并重，致力于探索新奇物理现象并拓展其应用潜力。每年拟招收2至3名硕士/博士研究生，欢迎有物理光学专背景，并对超构表面、光子晶体、片上集成光子、微纳激光器等相关领域感兴趣的同学加入我们！
同时，也欢迎本科生加入，参与本科生科学研究训练项目。科研要趁早！