Kiral polimerik mikrokürelerden Satürn halkası benzeri lazer emisyonu

Mikroskobik alanlarda ışığın kontrol edilmesi, fotonik entegre devreler ve lokalize sensörler gibi yeni nesil optik cihazlar için çok önemlidir. Işıldayan π-konjuge polimerlerden oluşan mikroküreler, fısıltı galeri modları (WGM’ler) aracılığıyla ışığı sınırlayan ve güçlendiren optik rezonatörler gibi davranır ve mikro ölçekli organik lazerler ve fotonik uygulamalar için umut verici adaylardır. Bununla birlikte, geleneksel mikroküre rezonatörleri geometrik olarak izotropiktir ve izotropik ışık yayar, bu da emisyonların yönsel kontrolünü zorlaştırır.

dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada Amerikan Kimya Derneği DergisiTsukuba Üniversitesi’nden araştırmacılar, kiral π-konjuge polimerlerin kendi kendine birleşmesi yoluyla oluşturulan mikrokürelerin, farklı azimut yönelimli açı seçici optik rezonans ve lazer salınımına olanak tanıyan karakteristik bir bükülmüş bipolar moleküler konfigürasyona sahip olduğunu göstermektedir. Polarizasyona bağlı fotolüminesans görüntülemeyi kullanan araştırma ekibi, küresel yüzey üzerindeki polimer ana zincirlerinin oluşturduğu girdap benzeri (dönen) bir düzenlemeyi doğrudan görselleştirdi.

Ayrıca, bu girdap benzeri yüzey moleküler oryantasyonu, ışığın yayılma yolu boyunca azimut bağımlı bir kırılma indisi dağılımını indükleyerek açıya bağlı WGM rezonans dalga boylarına ve uzaysal olarak lokalize emisyona neden olur. Sonuç olarak, mikroküreler, tercihen belirli bir azimut yönü boyunca güçlendirilmiş ışık yayan, yönlü lazer salınımı sergiler. Ortaya çıkan emisyon modeli Satürn’ün halkalarına benzer.

Bu çalışma, mikroküre yüzeyindeki topolojik moleküler sıralamadan yararlanılarak elde edilen küresel bir rezonatörde kontrollü ışık emisyonu yönlülüğünün ilk gösterimini sunmaktadır.