从理想到现实：等离子体纳米狭缝超表面不对称性对光子特性的影响

《ACS Photonics》：From Ideal to Real: Chiroptical Consequences of Asymmetries in Plasmonic Nano-Slit Metasurfaces

纳米刻槽阵列金膜等离子体超表面研究揭示加工缺陷导致远场虚假圆消光信号，但近场超手性传感仍稳健，需提升纳米加工精度和极化测量技术

　　

非手性等离子体超表面有望增强分子的手性光学信号，但其性能常常受到制造缺陷的影响。本研究探讨了理想理论与实验结果之间的差异，特别是针对纳米缝隙阵列的情况。通过使用微分偏振光谱法和数值模拟对金膜中的纳米缝隙进行分析，我们发现即使在精确对齐后，仍然存在显著的圆偏振消光（CE）和残余线性偏振消光（LE′）信号。这些结果与完美对称结构应产生的零信号相矛盾，表明存在系统性的不对称性。我们的数值分析模型考虑了诸如平面内的倾斜和平面外的翘曲等几何不对称性。研究表明，纳米级别的平面内不对称性是这些远场伪像的主要来源。这些缺陷导致了线性双折射和二向色性，从而产生了远大于真实分子信号大小的虚假圆偏振消光信号，掩盖了所需的测量结果。关键的是，“超手性”近场信号（即负责感知机制的信号）对这些结构缺陷表现出惊人的鲁棒性。这凸显了一个重要挑战：远场测量对制造误差非常敏感，而这些误差并不会影响近场感知能力。因此，要实现可靠的手性生物传感器，就需要卓越的纳米制造控制技术和先进的偏振测量方法，以便将微弱的分析物信号与由结构引起的强背景信号区分开来。