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三维螺旋纳米天线的旋光效应(左上)、光学模式(右上),并利用其加工出了具有内禀手性特征的三维折叠超表面结构

三维微/纳结构具有更大空间自由度、更丰富和更新奇的功能特性,在力学、生物医学、微电子及微纳光子学等领域展示出巨大优势和应用前景。然而,目前主流的微/纳米制造技术是基于平面工艺,不能直接用于三维微/纳米结构的加工。近年来,三维加工方法和技术已有较大的进展和突破,如多层叠加、激光三维直写和3D打印等,但是在纳米尺度上进行可控的三维加工仍面临巨大挑战。

正规的3d赌博app下载澳门大赌场下载网上赌搏网址大全,19世纪初,人们就发现当光通过晶体或有机物溶液时偏振方向会发生改变,物理学称其为旋光现象。随着科技飞速发展,旋光现象在生命物质分析检测、光信息处理等研究方面显得愈加重要。然而,旋光效应非常微弱,比吸收、荧光等效应的强度低多个数量级,因此极大地限制了旋光光谱等技术的灵敏度。近年来,纳米光学技术的突破使旋光效应在纳米尺度的增强与调控成为可能,而如何利用三维手性纳米天线结构产生旋光效应、调控光场的偏振特性等在加工和检测技术层面仍是一项挑战。

十大网络赌博排行榜澳门十大赌场平台,在国家重点研发计划“纳米科技”重点专项“应变诱导大面积纳米结构的可控加工方法及应用基础研究”项目支持下,中国科学院物理研究所顾长志团队基于宏观传统折纸工艺带来的灵感,提出了聚焦离子束应变诱导的折叠加工方法,可以实现从微米到纳米尺度的可控折叠或弯曲加工,并利用其加工出了具有内禀手性特征的三维折叠超表面结构,实现了自旋光分辨和巨大的圆二色性值,解决了自旋光有效调控中的关键难题。实验结果表明,随着折叠角度的优化,这种折叠超表面在红外波段的圆二色性值可高达0.7。

赌博十大排名官方网站,近期,北京大学信息科学技术学院、微米/纳米加工技术国家级重点实验室吴文刚教授课题组与南京大学现代工程与应用科学学院张伟华教授课题组合作,提出利用聚焦离子束应力引入致形变(focused
ion beam stress-introducing
deformation,FIB-SID)技术加工制备三维手性纳米光学天线(一种三维纳米螺旋结构),并在实验上首次测量了单个结构的旋光光谱,获得其旋光特性(光轴偏转角度±8°),从而实现了单个三维螺旋形手性结构对光偏振的调制。与此同时,该三维手性纳米天线结构还伴随着近场区域内光自旋密度的增强,在生化分子手征性质的超灵敏检测方面也有重要应用。该工作中的FIB-SID技术为多样化微纳三维结结构,尤其是高质量三维纳米光学天线的高自由度制备提供了新方法;由此加工制得的三维螺旋天线的手性参数和结构尺寸可精确调控(纳米尺度),结构形貌光滑且材料损伤低。

该折叠加工方法灵活直接、加工精度高、简单实用,并与平面工艺兼容,具有结构自由度高及三维构型动态可控等特点,是一种非常具有前景的三维加工新方法。构筑出的折叠超表面结构具有深亚波长特性,能高效地调控不同自旋光的传播行为,从而可实现光学波段高性能、微型化光自旋开关器件,在微型圆偏振器、自旋探测器、自旋光信息处理、手性光学成像和非线性光学等领域具有广泛应用前景。

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三维螺旋纳米天线的旋光效应(左上)、光学模式(右上),以及手性纳米光学天线的电镜照片图(下)

课题组以题为《一种基于金属薄膜可控双向折叠技术的三维手性光学天线》(Programmable
bidirectional folding of metallic thin films for 3D chiral optical
antennas
)的学术论文日前发表于《先进材料》(Advanced
Materials
,DOI:10.1002/adma.201606482或10.1002/adma.201770127)期刊,并被选为封面内页(inside
front cover)文章作为亮点报道,以及作为重要新闻(advanced science
news)给予推介。信息科学技术学院博士研究生毛逸飞为论文共同第一作者,吴文刚教授为论文共同通讯作者。

相关工作得到国家自然科学基金、国家重点基础研究发展计划、高等学校博士学科点专项科研基金等支持。

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