Наноструктуры из плитки-шляпы дали хиральную дифракцию света
Специалисты Института промышленной науки Токийского университета вместе с коллегами из других организаций изготовили наноструктуры по мотивам геометрической фигуры «шляпа Смита». При облучении лазером такие образцы дали дифракционные эффекты, каких не бывает у обычных квазикристаллов. Итоги работы опубликованы в Nature Communications. Об этом пишет портал Science XXI.
«Шляпа Смита» известна как ответ на задачу Эйнштейна: возможна ли одиночная плитка, замощающая плоскость без повторяющегося узора. Первую такую фигуру обнаружили в 2023 году. Привычные покрытия — шахматная доска или пчелиные соты — воспроизводят регулярный рисунок, а апериодический монотайл никогда не переходит в повторяющуюся конфигурацию.
Ведущий автор Юто Моритаке в беседе с ScienceDaily обратил внимание на парадокс: возникающий узор лишь кажется нерегулярным, а на деле опирается на гексагональную решётку. Именно это подтолкнуло группу проверить, породит ли необычная форма неожиданные физические явления.
Наноразмерные версии узора нанесли на плёнки из нитрида кремния с помощью электронно-лучевой литографии. Лазерный луч давал дифракционную картину в виде вертушки. Её форма напрямую отражала хиральность — свойство «рукости», при котором объект не совпадает со своим зеркальным отражением. Картина зависела от направления и поляризации падающего света. А зеркально отражённые структуры меняли оптический отклик на противоположный.
Старший автор Масая Ноотоми пояснил: хиральность дифракционных картин возникает из-за того, что структура лишена зеркальной симметрии, и такой отклик принципиально отличается от поведения традиционных квазикристаллических материалов. По мнению исследователей, монотайл-паттерны могут пригодиться при управлении светом, контроле поляризации и создании продвинутых оптических устройств.
