选择性发射左旋或右旋光的金纳米粒子

用近红外飞秒脉冲照射手性金纳米粒子时，观察到可见光发光。在《高级光学材料》杂志上发表的一项研究中，发现这种发光对左旋或右旋圆偏振光产生高选择性，这取决于纳米颗粒的手性，不对称因子约为0.7。这一发现表明，有可能将圆偏振光的各种应用提升到实用水平

由项目助理教授Hyo Yong-Ahn博士、Khai Quang Le博士、Narushima Tetsuya博士、分子科学研究所的研究助理教授Junsuke Yamanishi博士和冈本弘美教授以及首尔国立大学的Ryeong Myeong Kim博士和Ki Tae Nam教授领导的研究小组发现，近红外飞秒脉冲照射引起的手性金纳米颗粒的可见光发光取决于纳米颗粒的手性，并对左旋或右旋圆偏振光产生高选择性

虽然大多数手性材料中发光圆偏振的不对称因子通常为0.01或更低，但这些手性金纳米颗粒的发射表现出约0.7的高不对称因子。

手性是指材料的结构不能叠加在其自身镜像上的性质。光也具有圆形偏振形式的手性结构，可以是左旋的，也可以是右旋的。圆偏振光在手性物质的痕量分析、防伪、量子信息、屏幕或显示器等领域具有潜在的应用前景

已经发表了许多关于圆偏振光的有效生成方法的研究论文。一种这样的方法涉及通过由光激发的材料的发光产生圆偏振，其中激发光和发射光的波长不同

虽然许多研究已经开发出使用这种方法产生圆偏振的材料，但在大多数情况下，它们只提供了很小的不对称因子。也就是说，它们产生混合的左旋和右旋圆偏振光，两者之间只有轻微的强度差异

不对称因子是圆偏振偏向左旋或右旋的程度的指标。它是通过计算左右圆偏振强度之差除以它们的平均值来确定的。纯圆偏振的不对称因子（g值）为±2，线性或非偏振光的g值为0。大多数传统的圆偏振发光材料具有0.01或更小数量级的不对称因子，因此难以可靠地识别所产生的圆偏振光

该研究小组专注于近红外飞秒脉冲照射手性金纳米颗粒时产生的可见光发光。尽管入射光是非手性和线性偏振的，但发现发射的光对左旋或右旋圆偏振具有高度选择性

不对称因子约为0.7，表明与先前研究中使用的许多其他圆偏振发光材料相比，圆偏振度显著更高（不对称因子通常为0.01或更小）。此外，理论计算和分析揭示了这种高选择性的机理

这项研究表明，手性结构的金属纳米颗粒是产生偏向左旋或右旋偏振的圆偏振光的有用材料

了解这一机制也为更有效的圆偏振产生提供了指导。这项工作为开发能够有效产生不同波长圆偏振的材料和设备以及使用圆偏振光在防伪和量子信息中的应用铺平了道路