近日，罗杰研究员等人在《物理评论快报》（Physical Review Letters）上发表了一项重要成果，打破了“任意薄非磁性导电薄膜的50%电磁吸收理论极限”（该极限于1934年由Wilhelm Woltersdorff提出，并成为了电磁吸收领域内的共识），首次揭示了在掠射下的~82.8%的新理论吸收上限，该工作进一步打破了“良导体必然导致近全反射”的传统认知（《电动力学》中通常认为电磁波在良导体上发生近全反射），并发现了掠射横磁波在良导体表面存在低至~17.2%的反射极小值。这项成果不仅发现了导电薄膜的新电磁吸收极限，更为高性能超薄吸波材料、极端角度光电探测器、宽带电磁隐身表面的设计提供了新的理论基础与实现路径，在雷达隐身、太赫兹技术、红外探测等领域具有重要的应用前景。
相关研究成果以“Breaking the Intrinsic Absorption Limit for Arbitrarily Thin Conductive Films at Grazing Incidence”为题，在线发表于《物理评论快报》（Phys. Rev. Lett. 136, 046902 (2026)），并被选为“编辑推荐”（Editors’ Suggestion）以及被Physics亮点评论（Featured in Physics）。苏州大学罗杰研究员、南京大学彭茹雯教授、王牧教授、赖耘教授为通讯作者；苏州大学研究生刘宇轩与南京大学范仁浩副教授为共同第一作者。
传统电磁与光学理论认为，在对称环境中，任意薄均匀、非磁性导电薄膜的吸收率存在50%的电磁波吸收上限，这源于切向电场连续性的约束，这要求反射系数r与透射系数t满足约束条件：，该条件具有普适性，与频率和入射角无关，因此，通常认为一张任意薄非磁性导电薄膜的本征吸收极限即为50%。然而，本研究通过严格的解析推导与数值计算发现，当入射角趋近90°时，尽管薄膜上下界面上的切向电场仍保持近似连续，但其幅值因而趋于零，这使得约束条件自然失效，从而为突破50%吸收极限提供了可能性。
研究指出，82.8%的吸收极限源于两种机制的协同作用：一是掠射横磁波在良导体表面存在反射极小值，即反射率在特定电导率与角度匹配条件下（）达到最小值17.2%；二是掠入射下趋肤深度急剧减小并趋于零，使得薄膜在任意薄的条件下仍能完全抑制透射。该结论通过太赫兹频段实验，使用深亚波长厚度的掺杂硅片得到了直接验证。
这项成果打破了“任意薄非磁性导电薄膜的50%电磁吸收理论极限”，首次揭示了“掠射下的~82.8%的新理论吸收上限”，以及“掠射横磁波在良导体表面存在低至~17.2%的反射极小值”，为高性能超薄吸波材料、大角度光电探测与宽带电磁隐身表面的设计开辟了全新路径，在雷达隐身、红外探测及二维材料光电器件等前沿领域展现出重要应用前景。
该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等资助。
论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/71vr-lb26
