从几何角度看，手性物体不具有镜平面或反对称性。它显示出与其镜像（对映异构体）不同的物理化学特性。最近的研究成果发现单个手性等离激元纳米晶具有优异的光学性质，这种手性光学活性与其局部表面等离激元共振现象密切相关。近日，我院以“Discrete metal nanoparticles with plasmonic chirality”为题在国际知名期刊《Chemical Society Review》（IF=42.84）上发表了综述性文章。这篇综述总结了湿化学方法合成具有单个手性等离激元纳米晶的最新进展，并讨论了其等离激元手性的起源，以及为解释它而提出的理论模型。最后，讨论了单个手性等离激元纳米晶的应用进展。论文第一作者为我院青年教师郑广超博士，通讯作者为香港理工大学Kwok-yin Wong教授、西班牙科学院CICbiomagune研究所Luis M. Liz-Marzán教授、西班牙比戈大学Jorge Pérez-Juste教授，论文的第一单位是郑州大学物理学院。

通常，仅通过将手性分子放置在等离激元纳米晶表面附近即可产生等离激元纳米结构的手性光学响应。但是，由于手性分子与等离激元纳米晶的弱耦合强度，使得等离子体圆二色光谱（plasmonic CD，PCD）效应相对较弱。国内外已经有诸多的课题组通过操纵这种分子-等离子体激元纳米晶之间的相互作用来实现增强、稳定和可调的PCD效应。目前为止，关于手性等离激元纳米晶光学活性的研究主要集中在两方面：一）将手性分子有选择地置于两个非手性等离子体纳米颗粒（NPs）之间，即“热点”，而产生不同的PCD响应；二）另一种有效的方法是以手性有机支架（例如肽，DNA折纸术或有机胶凝剂）可作为软模板，用于制造具有强手性光学活性的3D螺旋阵列的手性等离激元纳米结构。但是这些制备出来的手性等离激元纳米结构依然存在着局限性，如：制备方法难以精确控制、手性光学活性的稳定性和手性等离激元耦合等问题。基于理论推测和实验，获得的不同构型的单个手性等离激元纳米晶的能够克服上述局限性，能够拓展手性等离激元纳米光子学的研究。物理法虽然能够自上而下的制备单个手性等离激元纳米结构，但是洁净室、高成本物理仪器限制了它们的大规模合成。因此本综述的作者们从单个手性等离激元纳米晶方面重点调研了其手性来源、制备以及潜在应用。

图1：单一手性等离激元纳米晶的光学活性

图2：种子介导生长法制备单一手性等离激元纳米晶的路线图

相关工作发表在《Chemical Society Review》上，Chem. Soc. Rev.,2021, DOI: 10.1039/C9CS00765B.

该工作得到了国家自然科学基金、郑州大学青年拔尖人才等项目的资助。

文章链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2021/CS/C9CS00765B#!divAbstract