我院与北大微电合作在三维手征纳米天线方向取得进展

发布者:钟芳发布时间:2017-03-15

我院张伟华教授课题组与北大吴文刚教授课题组合作在三维纳米光学天线领域取得进展,论文以“Programmable Bidirectional Folding of Metallic Thin Films for 3D Chiral Optical Antennas为题近日于Advanced Materials在线发表(DOI: 10.1002/adma.201606482)。我院博士研究生郑耘为文章共同一作,张伟华教授为共同通讯作者。

旋光是光学的基本现象之一。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。今天,随着科学技术的发展,旋光现象在生命分析检测与信息科学中,特别是光信息处理领域的地位越发的重要;但同时旋光现象非常微弱,比分子吸收、荧光等效应要低多个数量级,极大的限制了旋光光谱等技术的灵敏度。

1. (a)三维纳米螺旋天线的旋光效应,(b)天线的光学模式,(c-d)纳米光学的电镜照片图

最近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,而如何利用三维手征纳米天线结构产生旋光效应、调控光场的自旋特性在加工与检测技术层面仍是一项挑战。为此,北大吴文刚教授课题组发展了基于聚焦粒子束的方法,实现了金属纳米薄膜的在三维空间内的可控双向折叠,并与我院张伟华课题组合作设计、制被、并测量了纳米螺旋天线的旋光特性。该工作为高质量三维纳米光学天线的制备提供了新的方法;同时在实验上首次测量了单个手征纳米光学结构的旋光光谱,演示了单个三维螺旋形纳米天线对偏振强烈的调制作用。同时,该三维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领域亦有重要的应用。

该工作得到了国家重点研发计划“纳米科技”重大专项、国家自然科学基金,以及固体微结构物理国家重点实验室、及2011人工微结构科学技术协同创新中心的支持。


(张伟华)