紙よりはるかに薄いナノメートル厚の結晶で,光のふるまいをデザイン岡山大学,北海道大学,中国北京大学
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岡山大学などのグループは、紙よりはるかに薄いナノメートル厚の2次元結晶MoOCl2(ジクロロオキソモリブデン(IV))を用い、結晶の「向き」と「ねじれ」を設計要素として光のふるまいを制御できることを示した。
光をナノメートルの空間に集める技術は、これまで金や銀などの金属ナノ構造で実現されてきた。特に右回り、左回りの円偏光に対する応答差を得るためには、それら金属を鏡に映すと重ならない形のナノ形状にすることが主に行われてきた。本研究では、金属の形に頼るのではなく、薄膜 MoOCl2結晶の「向き」が、入射光に対して大きく異なる性質(ある方向は金属的)、その垂直方向は絶縁体的)を積極的に使って光を操るという新しい発想に基づき実施した。
実際に、形が円形で空間的に等方的なナノ構造であっても、光の振動方向(直線偏光の向き)を変えることで共鳴波長や強さを劇的に制御できることを明らかにした。さらに、MoOCl2の結晶薄片を角度をつけて積層(ねじれ積層)すると、円形ナノ構造でも巨大な円二色性(CD:右回り/左回りの円偏光に対する応答の差)が発現することを確認した。
この成果は、鏡に映すと重ならない形の分子を見分ける高感度センサーなど、新しい光技術の進展につながると期待される。









