Ученые наблюдали избирательную люминесценцию золотых хиральных наночастиц

При облучении хиральных золотых наночастиц фемтосекундными импульсами ближнего инфракрасного диапазона наблюдается видимое люминесцентное излучение.

В данном исследовании выяснилось, что эта люминесценция обладает высокой селективностью для лево- или правостороннего циркулярно поляризованного света в зависимости от хиральности наночастиц, с фактором диссимметрии около 0,7. Этот вывод позволяет говорить о потенциальной возможности доведения различных приложений, использующих циркулярно поляризованный свет, до практического уровня.

Аннотация

Исследовательская группа под руководством доцента Хё Йонг Ан (Hyo-Yong AHN), доктора Кхай Куанг Ли (Khai Quang LE), доктора Тецуя Нарушима (Tetsuya NARUSHIMA), доцента Джунсуке Яманиши (Junsuke YAMANISHI) и профессора Хироми Окамото (Hiromi OKAMOTO) из Института молекулярных наук, а также доктора Рён Мён Кима (Ryeong Myeong KIM) и профессора Ки Тэ Нама (Ki Tae NAM) из Института молекулярных наук. Ки Тхэ НАМ из Сеульского национального университета обнаружили, что видимая люминесценция хиральных золотых наночастиц, вызванная облучением фемтосекундными импульсами ближнего инфракрасного диапазона, зависит от хиральности наночастиц и обеспечивает высокую селективность для лево- или правостороннего циркулярно поляризованного света. В то время как коэффициент диссимметрии для круговой поляризации люминесценции в большинстве хиральных материалов обычно составляет порядка 0,01 или ниже, излучение этих хиральных золотых наночастиц демонстрирует высокий коэффициент диссимметрии — около 0,7.

Исследование опубликовано в журнале Advanced Optical Materials.

Справка

Хиральность — это свойство материалов, при котором их структура не накладывается на зеркальное отражение самой себя. Свет также имеет хиральную структуру в виде круговой поляризации, которая может быть левосторонней или правосторонней. Циркулярно поляризованный свет может найти применение в будущем в таких областях, как анализ следов хиральных веществ, защита от подделок, квантовая информация, экраны или дисплеи и т. д.

Опубликован ряд научных работ, посвященных эффективным методам генерации циркулярно поляризованного света. Один из таких методов предполагает генерацию круговой поляризации за счет люминесценции материала, возбуждаемого светом, при этом длины волн возбуждающего и излучаемого света различны. Хотя во многих исследованиях были разработаны материалы, генерирующие круговую поляризацию с помощью этого метода, в большинстве случаев они обеспечивают лишь небольшие коэффициенты диссимметрии (описанные ниже). То есть они генерируют смешанный лево- и правосторонний циркулярно поляризованный свет с незначительной разницей в интенсивности.

Коэффициент диссимметрии — это показатель того, насколько круговая поляризация смещена влево или вправо. Он определяется путем вычисления разницы между интенсивностью лево- и правосторонней циркулярной поляризации, деленной на их среднее значение. Чистая круговая поляризация имеет коэффициент диссимметрии (значение g) ±2, а линейный или неполяризованный свет имеет значение g, равное 0. Большинство традиционных светоизлучающих материалов с круговой поляризацией имеют коэффициент диссимметрии порядка 0,01 или меньше, и поэтому было трудно надежно идентифицировать генерируемый круговой поляризованный свет.

Результат

Исследовательская группа сосредоточилась на видимой люминесценции, возникающей при облучении хиральных золотых наночастиц фемтосекундными импульсами ближнего инфракрасного диапазона. Хотя падающий свет был нехиральным и линейно поляризованным, было обнаружено, что излучаемый свет обладает высокой селективностью по отношению к лево- или правосторонней круговой поляризации. Коэффициент диссимметрии составил приблизительно 0,7, что указывает на значительно более высокую степень круговой поляризации по сравнению со многими другими циркулярно поляризованными светоизлучающими материалами, использованными в предыдущих исследованиях (коэффициенты диссимметрии обычно составляют порядка 0,01 или меньше). Кроме того, теоретические расчеты и анализ выявили механизм такой высокой селективности.

Перспективы

Данное исследование демонстрирует, что наночастицы металлов с хиральной структурой являются полезными материалами для генерации циркулярно поляризованного света с лево- или правосторонней поляризацией. Понимание этого механизма также дает рекомендации по более эффективной генерации циркулярной поляризации.

Эта работа открывает путь к разработке материалов и устройств, способных эффективно генерировать круговую поляризацию на различных длинах волн, и приложений для борьбы с подделками и квантовой информацией с использованием круговой поляризации света.

05.06.2024


Подписаться в Telegram



Нано

JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»

Когда молекулы облучают инфракрасным светом, о...

ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище
ACS Applied Nano Materials: Наноструктуры Au-BiFeO3 сделают планету чище

Потребность в устойчивых и экологичн...

ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик
ASC Nano: Ученые придумали, как свернуть нанолист в рулончик

Исследователи из Токийского столичного ун...

Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды
Nano Letters: Вибрирующие нанопузырьки помогут усовершенствовать очистку воды

Новое исследование физики вибрирующих нанопузы...

Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной
Nature Nanotechnology: Замена асбеста в строительстве оказалась не менее опасной

Патогенный потенциал вдыхания инертных волокни...

Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения
Nano Letters: Уязвимость ГЭБ у пациентов с Альцгеймером используют для лечения

Нейродегенеративными заболеваниями, такими как...

Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод
Electrochemistry Communications: Из нанопагод ZnO разработан фотоэлектрод

Исследовательская группа, состоящая из со...

LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах
LS&A: Исследователи усилили передачу сигнала в перовскитовых нанолистах

Перовскитовые материалы по-прежнему вызывают б...

Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры
Nature Communications: В модельном организме ученые нашли наноструктуры

У всех представителей животного царства есть ж...

PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей
PNAS: Ученые применили нанотехнологии для понимания поведения опухолей

Исследование, проведенное докторантом Пабло С....

Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц
Small: Форма пропеллера поможет обуздать движение наночастиц

Самодвижущиеся наночастицы потенциально могут ...

Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона
Science Advances: Нанопластики способствуют развитию болезни Паркинсона

Нанопластики взаимодействуют с особым бел...

Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл
Nature Materials: Из наночастиц и ДНК ученые собрали квазикристалл

Наноинженеры создали квазикристалл &mdash...

Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе
Physical Review Fluids: Волновую механику применили в нанометровом масштабе

Исследователи показали, что принципы рабо...

Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь
Исследователи создали нанопленку, укрощающую огонь

Высокотемпературное пламя используется для&nbs...

Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками
Ученые разработали нанотатуировки для наблюдения за клетками

Инженеры разработали наноразмерные татуировки&...

Поиск на сайте

Знатоки клуба инноваций


ТОП - Новости мира, инновации

APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
APA: Молодые сотрудники чаще остальных страдают на работе от одиночества
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
Front. Aging Neurosci: Поведение в новом пространстве может подсветить деменцию
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
JACS: Инфракрасное облучение заставляет атомы «танцевать румбу»
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
С расстройствами пищевого поведения можно бороться силой мысли
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Journal of Experimental Psychology: General: Мы переоцениваем пользу неудачи
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Диспаритет женских и мужских карьер в STEM связан с женской мнительностью
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
Телескоп Уэбб снял столкновение астероидов в соседней звездной системе
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
EHJ-CI: Нарушенный кровоток может повредить стенку расширенной аорты
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Nature Neuroscience: Ученые доказали, что терпение приносит свои плоды
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Познакомьтесь со странной амфибией, которая выкармливает своих детенышей молоком
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
Climate Dynamics: Вот как условия на суше влияют на муссонный климат Азии
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
В 40% случаев люди ошибочно называют сгенерированное фото человека реальным
Nature: Диета отцов влияет на семя и на здоровье их сыновей
Nature: Диета отцов влияет на семя и на здоровье их сыновей
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: Открыто революционное явление в жидких кристаллах
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста
Nature Communications: В мигрирующих нейронах найден конус роста

Новости компаний, релизы

Российские ученые выяснили, что за пять лет число случаев нетрудоспособности из-за онкологии выросло в стране почти на 70%
Экономика России теряет миллиарды из-за влияния рака на трудовые ресурсы
Китай стал ведущим научно-образовательным партнером России в 2023 году, впервые опередив страны СНГ
Сеченовский Университет и российская фармкомпания «Акрихин» разработают инновационные препараты для лечения сахарного диабет...
В СПбГУ разработали программно-аппаратное решение для защиты дронов от киберугроз