과학자들은 아키랄 물질의 빛 흡수 특성을 밝혀냈습니다.

오타와 대학의 연구원들은 빛과 물질에 대한 우리의 지식을 바꾸는 발견을 했습니다. 그들은 비키랄 플라스모닉 메타표면이라고 불리는 엔지니어링된 비키랄(대칭) 물질이 빛의 파면의 손잡이에 따라 빛을 다르게 흡수할 수 있다는 것을 발견했습니다. 이는 놀라운 일이었습니다. 왜냐하면 수년 동안 이러한 물질은 모든 광학 프로브에 무관심하고 그러한 선택적 흡수를 보이지 않는 것으로 밝혀졌기 때문입니다.

이 연구는 지난해 오타와 대학교 첨단연구단지(ARC)에서 진행되었으며, 오타와 대학교 물리학과 교수인 라비 바르드와즈와 박사과정 학생인 아시쉬 제인이 주도했으며, 연구 엔지니어인 하워드 노스필드와 동료인 구조화 광 분야 캐나다 연구 의장이자 물리학 부교수인 에브라힘 카리미, 표면 플라스몬 광자학 분야 연구 의장이자 전기공학 교수인 피에르 베리니가 협력했습니다.

연구팀은 카리미 교수의 구조 양자 광학(SQO) 그룹이 개발한 특수한 조명 도구를 활용했고, 하워드 노스필드와 베리니 교수의 도움을 받아 필요한 구조물을 제작했습니다.

연구 결과에 따르면 이러한 선택적 흡수는 빛의 다른 부분과 재료 사이의 상호작용으로 인해 발생한다는 것이 밝혀졌습니다.

"수십 년 동안 우리는 이 물질들이 편광광을 흡수하는 방식에 아무런 차이도 보일 수 없다고 믿었습니다."라고 Bhardwaj 교수는 말합니다.

"하지만 저희의 연구에 따르면 특수한 종류의 꼬인 빛을 사용하면 이 흡수율을 최대 50%까지 제어하고 조정할 수 있습니다."

연구의 핵심 요점은 다음과 같습니다.

  1. 오래된 믿음 깨기 : 연구팀은 비키랄 구조가 실제로 빛을 다르게 흡수할 수 있다는 것을 보여 기존의 믿음에 도전했습니다.
  2. 정밀한 제어 : 그들은 이 흡수를 정밀하게 제어하는 ​​방법을 발견했는데, 이는 광 스위치와 같은 기술에 유용할 수 있습니다.
  3. 향상된 효율성 : 특수한 꼬인 빛은 이 재료의 빛 흡수 효율을 향상시켰습니다.
  4. 제작의 용이성 : 아키랄 구조는 만들기가 간단하기 때문에 더 좋고 기능적인 광학 장치를 만들 수 있습니다.
  5. 새로운 통찰력 : 이 연구는 빛이 이러한 물질과 상호 작용하는 방식에 대한 더 나은 이해를 제공합니다.

Bhardwaj 교수는 "우리의 연구는 비키랄 구조에서 이색성이 존재하지 않는다는 신화를 깨뜨릴 뿐만 아니라 향상된 광학 계측을 통한 차세대 플라스모닉 기반 분광법 및 감지로의 문을 엽니다."라고 설명합니다. 이 연구는 센서 및 스위치와 같은 광학 장치에서 상당한 발전을 약속합니다.

또한, 아시쉬 제인은 "이번 발견은 대칭적인 물질조차도 특별한 빛 흡수 특성을 가질 수 있음을 보여주어 고급 감지 및 측정 기술에 새로운 가능성을 열어주기 때문에 중요합니다."라고 덧붙였습니다.


출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/09/240930160517.htm

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