渥太华大学的科学家揭示了光在无形固体中的行为

发布时间：2024-03-06 17:01:42 栏目：精选知识

导读 长期以来，人们认为非晶固体由于其无序的原子结构而不会选择性地吸收光。然而，渥太华大学的一项新研究反驳了这一理论，并表明非晶固体实际...

长期以来，人们认为非晶固体由于其无序的原子结构而不会选择性地吸收光。然而，渥太华大学的一项新研究反驳了这一理论，并表明非晶固体实际上表现出二色性，这意味着它们选择性地吸收不同偏振的光。



渥太华大学的研究人员发现，在无序固体中使用螺旋光束揭示了一种称为二色性的现象，即光的不同吸收。这一发现与之前的信念相矛盾，并提供了通过改变光本身的属性来改变光与这些材料相互作用的方式的机会。这些发现还强调了无序固体中短程至中程有序在影响材料对光反应方面的重要性。

这项为期一年的研究 由 渥太华大学极超快光子学研究小组负责人、物理系研究员 Ravi Bhardwaj教授以及博士生 Ashish Jain 和 Jean-Luc Begin 领导，与Thomas Brabec和 Paul Corkum教授合作进行 。渥太华大学的 高级研究中心 (ARC)。

“这项研究是通过使用携带轨道角动量的螺旋光束来探测非晶和晶体材料的光学特性来进行的，”Bhardwaj 教授解释道。“通过利用卡里米教授团队开发的双折射液晶板(称为 q 板)，我们能够产生具有描述螺旋图案的扭曲波前的设计师光场。”

这项研究具有广泛的意义，并挑战了当前关于非晶固体光学特性的看法。它还提供了通过使用螺旋光束来控制材料的光学行为的机会。这些发现对于材料科学、光学和手性光谱学等多个领域具有重要意义。

“我们的团队开发了一种新方法来证明非晶固体可以表现出螺旋二色性，这意味着它们对不同方向扭曲的光有不同的反应，”巴德瓦吉教授说。“实验证据得到了与布拉贝克教授合作开发的理论模型的补充，提供了对观察到的现象的全面理解。”

“螺旋光可以作为无序固体中短程到中程有序的间接探针，延伸范围可达 2 nm。我们的研究将有助于理解非晶材料的神秘本质。”Ashish Jain 和 Jean-Luc Bégin 补充道。

这项工作极大地增进了我们对固态材料光学特性的理解。通过证明晶体和非晶固体中固有二色性的存在，这项研究为创新应用和进一步探索螺旋光束在探测和操纵材料特性方面的独特能力铺平了道路。

该研究题为“螺旋光在非晶态和结晶固体中的本征二色性”，发表在 《自然通讯》上。