科学家发现了非手性材料的光吸收特性

渥太华大学的研究人员发现，这改变了我们对光和材料的认识。他们发现，被称为非手性等离子体超表面的工程非手性（对称）材料可以根据光波阵面的手性而不同地吸收光。这令人惊讶，因为多年来，人们发现这种材料对任何光学探针都漠不关心，也没有表现出这种选择性吸收

这项研究是在过去的一年里在渥太华大学高级研究中心（ARC）进行的，由渥太华大学物理系教授Ravi Bhardwaj和博士生Ashish Jain领导

合作者包括研究工程师Howard Northfield及其同事加拿大结构光研究主席兼物理学副教授Ebrahim Karimi，以及表面等离子体光子学大学研究主席兼电气工程教授Pierre Berini。

该团队使用了Karimi教授的结构量子光学（SQO）小组开发的特殊光工具，并在Howard Northfield和Berini教授的帮助下制造了必要的结构。他们的发现表明，这种选择性吸收是由于光的不同部分与材料之间的相互作用而发生的

该研究发表在ACS Nano杂志上

Bhardwaj教授说：“几十年来，我们认为这些材料在吸收偏振光的方式上没有任何差异。”。“但我们的研究表明，通过使用一种特殊的扭曲光，我们可以将这种吸收控制和调节到50%。”

研究的关键点包括：

打破旧观念：该团队表明，非心脏结构确实可以以不同的方式吸收光，挑战旧观念。精确控制：他们找到了精确控制这种吸收的方法，这在光学开关等技术中可能很有用。提高效率：它们特殊的扭曲光提高了这些材料的光吸收效率。更容易制造：Achiral结构更容易制造，这可能会导致更好、功能更强大的光学器件。新见解：这项研究提供了对光如何与这些材料相互作用的更好理解

Bhardwaj教授解释说：“我们的研究不仅揭穿了非手性结构中不存在二色性的神话，还通过增强的光学计量为下一代基于等离子体的光谱学和传感打开了大门。”这项工作有望在传感器和开关等光学设备方面取得重大进展

此外，Jain补充道：“这一发现很重要，因为它表明即使是对称材料也可以具有特殊的光吸收特性，为先进的传感和测量技术开辟了新的可能性。” More information: Ashish Jain et al, Selective and Tunable Absorption of Twisted Light in Achiral and Chiral Plasmonic Metasurfaces, ACS Nano (2024). DOI: 10.1021/acsnano.4c06983

Journal information: ACS Nano