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(noticias nanowerk) La quiralidad es una propiedad intrínseca de un objeto que no puede igualar su imagen especular mediante traslación o rotación. Para lograr fuertes interacciones quirales luz-materia, que suelen ser débiles en materiales naturales, para aplicaciones prácticas, las estructuras artificiales por debajo de la longitud de onda, como metamateriales, metasuperficies y nanoestructuras plasmónicas, han atraído cada vez más atención.
En muchas aplicaciones de la nanofotónica quiral, como la detección bioquímica quiral, la emisión quiral o el láser y las reacciones quirales no lineales, una fuerte quiralidad óptica junto con un alto factor Q es muy deseable, pero difícil de lograr.
Las tesis centrales
Investigación
En un estudio publicado en Reseñas sobre láseres y fotónica. (“High-Q and Strong Chiroptical Responses in Planar Metasurfaces Empowered by Mie Surface Lattice Resonances”), un grupo de investigación dirigido por el Dr. LI Guangyuan, del Instituto de Tecnología Avanzada de Shenzhen (SIAT) de la Academia de Ciencias de China, ha demostrado experimentalmente que la red de anisotropía podría inducir una fuerte quiralidad en las metasuperficies.
En la metasuperficie de silicio se observó experimentalmente un modo quiral plano con un dicroísmo circular de 0,37 y un factor Q de 1220 en incidencia normal al romper la simetría periódica. El factor Q medido fue varias veces mayor que el de las metasuperficies continuas de estados unidos planos (BIC).
Aunque el BIC quiral es una ruta prometedora para la mejora del factor Q, las dependencias conflictivas inherentes a los parámetros de asimetría del factor Q alto y la quiralidad fuerte limitan futuras mejoras y aplicaciones. El grupo de investigación descubrió que las resonancias reticulares superficiales (SLR) son un medio eficaz para resolver el conflicto. Las SLR, que surgen de un acoplamiento coherente entre resonancias localizadas y la anomalía de Rayleigh, tienen una amplia sintonizabilidad espectral y la capacidad de suprimir las pérdidas por absorción y radiación.
Simplemente rompiendo la simetría periódica en las direcciones xey mientras se mantiene la simetría especular de las nanoestructuras, se puede generar una fuerte quiralidad plana con incidencia normal sin degradar el factor Q. El CD máximo simulado alcanza 0,86, mientras que el factor Q puede llegar hasta 1700.
El signo del valor de CD es reversible al establecer el período de rejilla en la dirección x para que sea mayor o menor que el de la dirección y. Además, la quiralidad extrínseca también se observa en incidencia oblicua, y numéricamente se puede obtener al mismo tiempo un CD grande de 0,7 y un factor Q alto de 872.
«Anticipamos que esta metasuperficie quiróptica fuerte y de alta calidad encontrará aplicación en la detección quiral y la modulación del frente de onda», dijo el Dr. LI.
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