手性是自然界的基本屬性之一。當一個物體無法通過旋轉(zhuǎn)、平移等操作與其鏡像體相重合時,該物體即具有手性——如我們的雙手,左手與互成鏡像的右手不重合。從有機大分子到太空中的星系,手性在自然界普遍存在。
手性物質(zhì)兩個對映異構(gòu)體具有基本相同的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)和熱力學性質(zhì),但它們的光學效應(yīng)并不相同。在光學領(lǐng)域,研究光與物質(zhì)的手性相互作用具有重要意義。
中國科學技術(shù)大學教授陳楊、哈工大深圳校區(qū)教授肖淑敏與新加坡國立大學教授仇成偉合作,在微納光學與手性光學的交叉領(lǐng)域取得重要進展。合作團隊在介質(zhì)超表面中引入微小傾斜擾動,首次實現(xiàn)并觀測到具有極致內(nèi)稟手性的連續(xù)域中束縛態(tài),在光學波段同時得到高達0.93的圓二色譜信號和高達2663的光學品質(zhì)因子,顯著增強了光與物質(zhì)的手性相互作用。2023年1月,相關(guān)成果發(fā)表于國際學術(shù)刊物《自然》。
陳楊表示,該團隊開發(fā)的chiral BIC超表面體系可以顯著增強光與物質(zhì)的手性相互作用,在手性光學領(lǐng)域有廣闊應(yīng)用前景。在該研究的基礎(chǔ)上,手性物質(zhì)的痕量檢測、非對稱光催化等技術(shù)有望得到提升。