L'attività ottica nelle molecole chirali è diventata un argomento scottante in fisica e ottica, che rappresenta la capacità di manipolare lo stato polarizzato della luce. Comprendere come le molecole ruotano il piano della luce polarizzata piana ha applicazioni diffuse, dalla chimica analitica alla biologia e alla medicina, dove può, Per esempio, essere utilizzato per rilevare la quantità di zucchero in una sostanza. Un nuovo studio pubblicato su EPJ SI di Chengping Yin del Laboratorio chiave provinciale di Guangdong di ingegneria quantistica e materiali quantistici, Cina meridionale, mira a derivare un modello analitico dell'attività ottica nel fosforo nero sotto un campo magnetico esterno.

Yin e i suoi colleghi autori hanno sperimentato il fosforo nero, una forma di fosforo termodinamicamente stabile a temperatura e pressione ambiente, sintetizzato per la prima volta nel 1914, in un unico, strato fitto di atomi o un monostrato. I ricercatori hanno scoperto che oltre alla prevista forte attività ottica, dicroismo-differenza di trasmittanza tra luce polarizzata circolarmente sinistra e destra e birifrangenza circolare, potrebbero sintonizzare i fenomeni creati alterando il campo magnetico applicato.

Il team ha raggiunto le proprie scoperte derivando un metodo analitico per calcolare l'attività ottica in un monostrato di fosforo nero sotto un campo magnetico esterno. Sono stati quindi in grado di ottenere risultati che mostrano come l'attività ottica può essere alterata modificando l'angolo di incidenza della luce incidente e regolando l'ampiezza del campo magnetico applicato.

I risultati discussi nel documento mostrano un'attività ottica conforme a quella precedentemente osservata nei metamateriali chirali, materiale progettato per avere una proprietà che non si trova nei materiali naturali. In aggiunta a questo, hanno trovato la trasmittanza di co-polarizzazione aumentata al passo con la frequenza angolare. Il team spiega la ragione di ciò è che la conduttività del fosforo nero monostrato diminuisce con l'aumentare della frequenza angolare, con conseguente interazione più debole con la luce incidente.

I ricercatori affermano che i loro risultati potrebbero avere applicazioni nell'ottica di polarizzazione, stereochimica - lo studio della disposizione spaziale relativa degli atomi che formano la struttura delle molecole e la loro manipolazione - e biologia molecolare.