项目名称: 角动量光束与金属纳米结构及手性分子相互作用的新奇物理特性研究

项目编号: No.11504306

项目类型: 青年科学基金项目

立项/批准年度: 2016

项目学科: 数理科学和化学

项目作者: 刘益能

作者单位: 厦门大学

项目金额: 20万元

中文摘要: 表面等离激元和角动量光束是目前凝聚态物理与光学领域的研究热点,它们的交叉结合在纳米光学、量子信息和生物传感等领域有着非常广泛的应用前景。本项目我们拟采用最新改进的Mie理论、多重散射方法,对角动量光束、金属纳米结构和手性分子三者之间相互作用的新奇物理特性、机理进行深入研究。首先从线性和非线性两方面,通过理论和实验相结合的手段,对不同角动量光束与各种金属纳米结构相互作用的场及相位奇异性、光学手性、圆二色性等新颖光学特性进行深入细致的研究,揭示其蕴含的物理机理,进一步完善光与物质相互作用的基本理论;然后,在此基础上,设计出最优的金属纳米颗粒-手性分子复合结构,调控角动量光束,实现强的超手性场,从而高量级的增大手性分子的圆二色谱,为高精度单分子手性探测和功能生物材料的设计提供有力的理论依据。

中文关键词: 表面等离激元;光学手性;角动量光束;圆二色谱;手性分子

英文摘要: Surface plasmon and the beam with angular momentum are the focuses in the field of condensed matter physics and optics. Their cross combination has very extensive application prospect in nanophotonics, quantum information and biological sensors. In this project, we will study deeply the novel physical properties and mechanism of the interaction between the beam with angular momentum, metal nanostructures, and chiral molecules by the latest improved Mie theory, multiple scattering method. First of all, from linear and nonlinear aspects, we will do deep and meticulous research into the field and phase singularity, optical chirality, circular dichroism and other novel optical properties about the interaction between the beam with different angular momentum and all kinds of metal nano structure, reveal their physical mechanism, and further improve the basic theory of the interaction between light and matter through the combination of theory and experimental means. Then, on this basis, we will design the optimal complex structure for metal nanoparticle-chiral molecule, tailor the beam with angular momentum, and achieve giant superchiral fields. As a result, the chiral molecules stronger circular dichroism will be realized, which will provide a strong theoretical basis for high-precision single-molecule chirality detection and functional biomaterials design.

英文关键词: surface plasmon;optical chirality;the beams with angular momentum;circular dichroism;chiral molecules

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