等离子体是一种特殊的光学现象，被理解为光与物质之间的相互作用，具有不同的形状、材料成分和对称相关行为。在纳米尺度上设计这种等离子体结构可以为响应光的方向的光学材料铺平道路，这在体积尺寸和现有材料中是不容易实现的。在这方面，“阴影生长”是一种利用真空沉积从纳米尺度的各种 2D 和 3D 形状中产生纳米颗粒的技术。最近在控制这种阴影效应方面的研究进展拓宽了创造不同纳米结构的可能性。
现在，在由韩国光州科学技术研究所的Hyeon-Ho Jeong助理教授领导的双胞胎研究中，研究人员全面阐明了混合等离子体纳米材料阴影生长技术的最新进展，包括受时钟启发的镁设计。该研究分别于2022年3月25日发布在Advanced Materials和2023年11月20日发布在Advanced Optical Materials上。
这里的阴影效应是指表面上存在被“种子”分子掩盖的“黑暗”区域，因此无法沉积汽化材料，就像光线无法到达的阴影区域一样。Jeong博士进一步阐述了这一点，他说：“由于这些阴影区域是材料无法沉积的区域，因此可以形成一系列三维纳米结构。这种形成取决于种子的大小、种子之间的间距和基质的倾斜度。博士生Doeun Kim进一步补充道，“独特的纳米结构的创造受到在此过程中引入旋转的影响，基于旋转速度，时间和角度，最终形成三维纳米结构。
在第一项研究中，该团队展示了使用一种称为掠角沉积的特定阴影生长技术生产各种纳米结构。这些结构通过对其材料、形状和周围环境进行适当修改而表现出可调的光学特性。他们的综述还强调了广泛的潜在应用，包括用于伤口愈合和人体药物输送的纳米和微型机器人、光子器件和手性光谱等。
在随后的研究中，该团队创建了能够进行线性和圆极化以及存储大量信息的3D旋转体。这种受时钟启发的设计涉及将两个由镁制成的纳米棒以某个可修改的角度放置，类似于时钟的时针和分针。这些纳米结构还为各种应用带来了希望，例如钞票、防伪设备等物品的安全验证，以及能够根据需要过渡到所需光学状态的显示器。
在谈到这些发展并展望等离子体的未来时，Jeong博士说：“这些旋转体可以在物理上不可克隆的功能中具有潜在的用途，这是目前正在深入研究的领域，以确保硬件的强大安全级别。博士生Juhwan Kim进一步解释道：“特别是，根据偏振状态选择性过滤紫外线光源和特定可见光波长的能力也可用于眼镜和窗户，通过阻挡来自阳光的紫外线来保护眼睛和皮肤。
希望这些研究有利于数据存储和加密技术，并在未来不仅在便携式设备中，而且在各种光学和电子元件中都有应用!
