Çiba Universiteti tərəfindən

Stephanie Baum tərəfindən redaktə edilib , Robert Egan tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Terahers dairəvi dixroizm görüntüləməsinin konsepsiyası və eksperimental nümayişi. Dairəvi polyarlaşdırılmış terahers şüalanması (sol: mavi, sağ: qırmızı) muar metasəthi ilə qarşılıqlı təsir göstərir, fərqli spektral reaksiyalar və fəzada həll edilmiş dairəvi dixroizm paylanmaları yaradır (yuxarı). Güzgü görüntülü strukturlar üçün xirallıqdan asılı reaksiya tərsinə çevrilir və xirallığın fəza paylanmalarını vizuallaşdırmaq qabiliyyətini nümayiş etdirir. Müəllif: Professor Katsuhiko Miyamoto / Çiba Universiteti, Yaponiya

Təbiətdə bir-birinin güzgü görüntüsü olan, lakin mükəmməl şəkildə üst-üstə düşə bilməyən strukturlar mövcuddur. Bunlar yunanca “əl” sözündən törəmiş kiral obyektlər kimi tanınır, çünki sol və sağ əllər eyni münasibəti bölüşürlər. Quruluş baxımından oxşar olsalar da, kiral molekulları fərqli davranışlar nümayiş etdirir və kirallıq həyatın özündə mərkəzi yer tutur. DNT-nin əyri kiral quruluşu var və canlı orqanizmlər bir əlliliyi digərindən üstün tuturlar. Bu fərq dərman dizaynında, materialşünaslıqda və nanotexnologiyada eyni dərəcədə vacibdir.

Terahers işığı ilə xirallığın zondlanması

Kiral molekulları fərqləndirməyin bir yolu, terahers (THz) bölgəsində dairəvi polyarlaşmış işığa reaksiyalarını ölçməkdir . THz dalğaları mikrodalğalı və infraqırmızı işığın arasında yerləşir və xüsusilə materiallarda incə kollektiv hərəkətlərə və burulma strukturlarına həssasdır. Lakin, ənənəvi THz ölçmələri siqnalın bütün nümunə üzrə ortalamasını göstərir və bu da kirallığın müxtəlif yerlərdə necə dəyişdiyini müəyyən etməyi qeyri-mümkün edir.

İndi isə, Yaponiyanın Çiba Universiteti və Yaponiyanın Tohoku Universitetindən olan tədqiqatçılar bu məhdudiyyətin aradan qaldırıla biləcəyini göstəriblər və bu da xirallığın ikiölçülü təsvirlər kimi vizuallaşdırılmasına imkan verir, sanki bir material üzərində xirallıq xəritəsi yaratmaq kimi. Əsər ACS Photonics- də dərc olunub .

Komanda və onların motivasiyası

Tədqiqat qrupuna Çiba Universitetinin Mühəndislik üzrə Ali Məktəbindən professor Katsuhiko Miyamoto və eyni institutdan ilk müəllif xanım Uina Çiba rəhbərlik edirdi. Komandaya həmçinin Tohoku Universitetinin Fizika kafedrasından Dr. Seigo Ohno və Yaponiyanın Milli Material Elmləri İnstitutunun Funksional Materiallar Tədqiqat Mərkəzindən Dr. Takeo Minari daxil idi.

“Bu iş sadə bir sualdan ilhamlanıb. Ənənəvi ölçmələr yalnız orta xirallığı göstərir, bəs faktiki məkan paylanması necə görünür? Biz xirallığı bir görüntü kimi birbaşa vizuallaşdırmağın daha dərin anlayışlar verə biləcəyini düşündük və bu da bizi bu tədqiqatı davam etdirməyə sövq etdi”, – deyə professor Miyamoto bildirir.

Muar tipli kiral metasəthin qurulması

Eyni materialda fərqli kirallığa malik bölgələr yaratmaq üçün tədqiqatçılar mikroskopik gümüş disk naxışlarını bir az yerdəyişmə və ya fırlanma ilə üst-üstə qoyaraq muar tipli metasəth yaratdılar . Bu strukturlar THz işığı ilə güclü şəkildə qarşılıqlı təsir göstərə bilməsi üçün mikrometr miqyasında hazırlanmışdır. Üst-üstə düşən naxışları diqqətlə dizayn edərək tədqiqatçılar həm sağ əlli, həm də sol əlli burulma bölgələrini ehtiva edən süni bir səth yaratdılar ki, bu da onlara dizayn edilmiş sistemdə fərqli kiral konfiqurasiyaları yaratmağa və idarə etməyə imkan verdi.

Dairəvi polyarlaşdırılmış THz dalğaları metasəthə yönəldildikdə, müxtəlif bölgələr yerli xirallıqlarından asılı olaraq fərqli reaksiya verdilər. Bir sahə sağ əlli , digəri isə sol əlli reaksiya göstərdi. Bu şəkildə tədqiqatçılar xirallığın struktur boyunca necə dəyişdiyini birbaşa təsəvvür edə bildilər.

Görünməmiş qətnamə və tətbiqlər

Yeni yanaşma, təxminən 100 μm, yəni insan saçının qalınlığında olan qətnamə ilə fəza baxımından kirallıq paylanmalarını həll edə bilər . Tək bir vərəq daxilində sağ əlli və sol əlli kirallığın bu cür alternativ düzülüşü, bütün nümunə üzrə siqnalları ortalayan ənənəvi ölçmə üsulları ilə heç vaxt birbaşa müşahidə edilməmişdir.

“Dünyada ilk dəfə olaraq müxtəlif kiralliklərin birgə mövcudluğunu vizuallaşdırmağa nail olduq. Bu tapıntıların yeni nəsil materialların keyfiyyətinin qiymətləndirilməsində, biomolekulyar strukturların təhlilində və yeni THz cihazlarının hazırlanmasında tətbiq tapması gözlənilir”, – deyə professor Miyamoto bildirir.

THz şirallıq görüntüləməsi üçün gələcək istiqamətlər

Nanofabrikasiyadakı irəliləyişlər getdikcə daha mürəkkəb kiral materialları mümkün etdikcə, təklif olunan metod, bu strukturların materiala zərər vermədən nəzərdə tutulduğu kimi işləyib-işləmədiyini araşdırmaq üçün etibarlı bir yol təqdim edə bilər.

Gələcəkdə tədqiqatçılar texnologiyanı 2-dən 15 THz-ə qədər daha geniş tezlik diapazonuna qədər genişləndirməyi və daha ətraflı struktur təhlillərinə imkan verməyi gözləyirlər. Bu yanaşma nəticədə xəstəliklə əlaqəli anormal protein aqreqatlarını vizuallaşdırmaq üçün yeni diaqnostik üsulları dəstəkləyə, Beyond 5G və 6G kimi yeni nəsil rabitə sistemləri üçün qabaqcıl siqnal idarəetmə cihazlarını yoxlamağa və kvant və yumşaq materialların içərisindəki incə təhrifləri aşkar etməyə kömək edə bilər.

Nəşr detalları

Terahers dairəvi dixroizm spektroskopik görüntüləmə ilə aşkar edilən muar metasəthlərində çoxmiqyaslı kirallıq, ACS Photonics (2026). DOI: 10.1021/acsphotonics.6c00372

Jurnal məlumatı: ACS Photonics 

Əsas anlayışlar

Optik və mikrodalğalı hadisələrNanostrukturlarOptik texnikalar

Çiba Universiteti tərəfindən təmin edilir