探索利用DNA组装的各向同性/各向异性等离子体杂化体在自由空间中实现的光子学工程

《Laser & Photonics Reviews》：Exploring the Chiroptical Engineering in Free Space Encoded with DNA-Assembled Plasmonic Hybrids of Isotropic/Anisotropic Objects

空间手性编程在等离子体纳米结构中至关重要，但传统手性光子学受对称性限制难以实现可编程控制。本文通过DNA折纸术构建金纳米立方体/纳米杆（NC-NR）和纳米球/纳米杆（NS-NR）混合系统，发现NC-NR具有角度可调（θ）且可逆符号反转的三维圆偏振响应（3D-CD），而NS-NR几乎无手性响应。机理源于纳米杆纵横向模式与纳米立方多模式耦合的波长依赖相位反转，以及入射方向编码的共振耦合，共同调控680nm和540nm双波段3D-CD响应。该研究为可编程空间手性工程提供了新平台。

　　

摘要

在等离子体纳米结构中进行空间手性编程对于克服传统手性光学的根本局限性至关重要，然而固有的对称性约束始终限制了可编程的手性光学控制。在这里，我们利用DNA折纸技术构建了结合了金纳米立方体（NCs）或金纳米球（NSs）与纳米棒（NRs）的混合等离子体系统。我们证明了这种NC-NR混合物表现出稳健的、角度可调（θ）的三维圆二色性（3D-CD）响应，并且具有可逆的符号反转特性，而几何上各向同性的NS-NR混合物则几乎不显示手性。这种手性机制源于波长依赖的相位反转以及入射方向编码的等离子体模式耦合：纳米棒的纵向和横向模式与多个纳米立方体模式发生相互作用，共同调控了双频带（680纳米和540纳米）的3D-CD响应。这项工作建立并验证了一个用于空间手性光学工程的可编程平台。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

支持本研究结果的数据可应合理要求向作者索取。