快捷搜索:  www.ymwears.cn

偏振光-物质相互作用-侧旋光揭示的新光学现象

莱斯大学的研究发现了一种新型的偏振光物质相互作用。

科学家在发现一个新东西的时候可能会想侧手翻,但这一次发现本身就需要侧手翻。

莱斯大学(Rice University)的研究人员发现了一种新型偏振光与光相互作用的细节,当光从一个光源传播时,这种相互作用实际上是从头到尾颠倒的。他们的发现可以帮助研究类似于预期对这种现象具有独特敏感性的光收集天线中的分子。

研究人员观察到被两个耦合的偶极散射体(在这种情况下是一对距离很近的等离子体金属纳米棒)散射的光被侧旋光激发时的摆线二色性效应。

研究人员使用的光偏振与使太阳镜工作的线偏振和圆二色性研究蛋白质和其他小分子构象时使用的螺旋状圆偏振光有根本的不同。

光场不是螺旋形的,而是平的,因为它侧翻。顺时针或逆时针旋转;像滚落的呼啦圈一样远离源头。赖斯大学的研究生和主要作者Lauren McCarthy说,这种类型的光偏振被称为摆线偏振,之前已经观测到,但是没有人知道等离子体纳米颗粒可以用来观察它是如何旋转的。

现在我们知道了摆线偏振与现有的光物质相互作用之间的关系,她说。理解光及其物理特性与理解光对物质的影响是有区别的。基于材料几何性质的与物质的微分相互作用是这里的新课题。

化学家斯蒂芬·林克水稻实验室的这一发现在《美国国家科学院院刊》上有详细介绍。

研究人员并没有专门寻找摆线二色性。他们发明了一种技术来研究手性金纳米颗粒,观察空间受限的左旋和右旋圆偏振光如何与物质相互作用。自由传播的圆偏振光相互作用是一些技术的关键,包括3D眼镜的材料可以区分相反的光的偏振光,但当光被限制在界面的小空间时,就不能很好地理解。

作者改变了入射光的偏振光,以产生具有侧旋波的倏逝场。研究人员发现顺时针和逆时针的摆线极化与朝向90 730的电浆子纳米棒对之间的相互作用是不同的;从对方。具体来说,当摆线偏振由顺时针变为逆时针时,散射的纳米线对的光波长发生变化,这是二色性的特征。

讨论了摆线波,并对其性质和应用作了不同的探讨。麦卡锡说。然而,据我们所知,还没有人观察到一种物质的几何形状能够使其与逆时针相对于顺时针的摆线波之间的微分相互作用成为可能。

分子通过它们的电偶极子和磁偶极子与光相互作用。研究人员注意到,具有相互垂直的电偶极子和磁偶极子的分子,就像90度的纳米粒子一样,其电荷运动在激发时呈平面内旋转。摆线二色性可以用来确定旋转的方向,从而揭示分子的取向。

激发自组装金纳米管二聚体也显示出微妙的摆线二色效应,表明这种现象并不局限于严格制备的90度排列的纳米管。

在偏振光与等离子体纳米结构相互作用研究了很长时间后,这一发现在许多方面具有特殊意义。链接说。发现一种新型的偏振光物质相互作用本身就是令人兴奋的。不过,同样值得欣慰的是,这个发现的过程,劳伦和我以前的学生凯尔·史密斯(Kyle Smith)督促我跟上他们的研究成果。最后,这是所有共同作者真正的团队努力,我非常自豪。

参考文献:极化倏逝波揭示了摆线二色动力学。作者Lauren A. McCarthy, Kyle W. Smith, Xiang Lan, Seyyed Ali Hosseini Jebeli, Luca Bursi, Alessandro Alabastri, Chang weishun, Peter Nordlander和Stephan Link, 2020年6月29日,美国科学院学报。

DOI: 10.1073 / pnas.2004169117

论文的共同作者是研究生Seyyed Ali Hosseini Jebeli、校友Smith和Xiang Lan;博士后研究员Luca Bursi;莱斯大学的德州仪器助理研究教授亚历山德罗·阿拉帕里;麻省大学达特茅斯分校(University of Massachusetts, Dartmouth)的化学和生物化学助理教授张伟雄(Wei-Shung Chang),以及赖斯大学(Rice)的物理学和天文学Wiess主席、电子和计算机工程教授、材料科学和纳米工程教授彼得·诺德兰德(Peter Nordlander)。林克是化学、电子和计算机工程的教授。

罗伯特·a·韦尔奇基金会和国家科学基金会支持这项研究。

您可能还会对下面的文章感兴趣: