冈山大学
北海道大学
◆发表要点
- 圆形纳米结构也可以通过改变光的振动方向来戏剧性地控制光共振波长和强度。
- 确认了结晶薄片呈角度层叠的圆形纳米结构中也会出现巨大的圆二色性。
- 高灵敏度传感器等光学技术的发展,如在镜子中可以分辨出不重叠的分子,这一点备受期待。
冈山大学学术研究院前沿研究领域(异领域基础科学研究所)的三泽弘明教授(特任)和北海道大学电子科学研究所的Yaolong Li博士研究员、松尾保孝教授和综合创新创发机构石旭副教授的研究小组,以及中国北京大学物理系的Qihuang Gong教授等国际共同研究小组发现比纸薄得多的纳米厚度的二维晶体MoOCl2,将晶体的“方向”和“扭曲”作为设计要素,展示了可以控制光的行为。
将光集中到纳米空间的技术,迄今为止已在金、银等金属纳米结构中实现。特别是为获得对向右旋转、向左旋转圆偏振光的响应差,主要将这些金属制成纳米形状,在镜子映照时不会重叠。本研究不依赖金属形式,而是薄膜MoOCl2晶体的“方向”与入射光相比具有不同的性质(有的方向是金属的,其垂直方向是绝缘体的),基于以此积极去控制光这一新发现而实施。
实际上,即使形状为圆形且空间各向同性的纳米结构,也可以通过改变光的振动方向(直线偏振光的方向)来戏剧性地控制共振波长和强度。对MoOCl2的晶体薄片进行角度层叠(扭曲层叠)后,发现圆形纳米结构中也存在巨大的圆二色性(CD:对左旋转/右旋转圆偏振光的响应差异)。
这些成果有望推动新的光技术发展,例如高灵敏度传感器,能够区分在镜子中不重叠的分子。
此外,本研究成果于2026年2月24日在学术杂志《Nature Communications》上以Article in Press(已受理原稿的先行公开版)形式在线发表。
◆研究者表示
| 冈山大学、北海道大学、中国北京大学的国际共同研究,特别是最先进的纳米加工设备和测量设备,以及人力资源的巧妙调整,取得了本研究成果。 | ![]() 三泽教授(特任) |
■论文信息
论文名:Hyperbolic localized plasmons and twist-induced chirality in an anisotropic 2D material
刊登:Nature Communications
作者:Yaolong Li, Xu Shi, Yuxin Zhang, Yen-En Liu, Hong Yang, Guowei Lyu, Yasutaka Matsuo, Xiaoyong Hu, Qihuang Gong, Hiroaki Misawa
D O I:10.1038/s41467-026-69435-8
U R L:https://www.nature.com/articles/s41467-026-69435-8
■研究资金
本研究获得以下支援而推进。
科学研究费补助金: Grant Nos. JP23H05464, JP23K04902;
JSPS Program for Forming Japan's Peak Research Universities (J-PEAKS) Grant No. JPJS00420230010;
Advanced Research Infrastructure for Materials and Nanotechnology in Japan (ARIM) of the Ministry of Education, Culture, Sports, Science and Technology (MEXT) (Grant Nos. JPMXP1224HK0165, JPMXP1225HK0063).
<详细研究内容>>
比纸薄得多的晶体设计光行为—纳米厚度晶体“方向”和“扭曲”的新光控制—
<咨询窗口>
冈山大学 学术研究院前沿研究领域(异领域基础)
教授(特任) 三泽弘明
(TEL)086-251-7874
北海道大学 社会共创部 宣传课
(TEL)011-706-2610
