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通过硅化学纳磁盘的纵向米尔共振实现增强型手性光捕获

光学 2026-02-11 v1

摘要

纳米尺度物质的光学手性分离在根本上受限于手性光力与占主导地位的各向同性梯度力以及热涨落之间的天然弱性。传统的等离子体方法通常在放大各向同性吸引力和加热的同时提升手性信号。本文通过在硅化学纳磁盘中利用纵向米尔共振,克服了这一权衡。通过采用 Azimuthally-Radially Polarized Beam (ARPB) 照明,我们选择激发纵向米尔共振,其具有强烈的光学手性梯度且电场强度较为均匀。具体而言,磁四极形共振(MQ)有效地将手性选择性力从各向同性背景中解耦,为手性光捕获提供了独特的有利条件。结合全波仿真与克拉姆斯逃逸率理论,我们展示了一个在热力学上稳定且选择性极高的捕获系统。我们预测当粒子满足 Pasteur 参数 κ|\kappa| \geq 0.03 时,捕获选择性比率可超过 100;即使对于弱手性分析物 (κ|\kappa| \approx 0.006) 也能保持选择性高于 2。这些结果表明,纵向米尔共振在高折射率介质纳米结构中已成为一种有前景的、无创的光学手性分析和手性体分离平台。

关键词

引用

@article{arxiv.2602.09264,
  title  = {Enhanced Enantioselective Optical Trapping enabled by Longitudinal Mie Resonances in Silicon Nanodisks},
  author = {Guillermo Serrera and Pablo Albella},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2602.09264},
  year   = {2026}
}

备注

Main article (10 pages, 5 figures) plus Supplementary Information (5 pages, 5 figures)