基于近场拓扑优化的超左手螺旋性介质表面用于增强左手性探测

分子左手性的检测与鉴别是推动制药和生物学应用的关键。虽然纳米光子平台提供了增强左手性光-物质相互作用的途径，但现有左手性探测器设计仍停留在经验性概念，导致左手性增强有限且难以控制纳米结构中的左手性热点位置。本文引入一种逆向设计框架，直接优化纳米结构中的超左手性近场，展示其在手性分析中的强大潜力。我们首先表明，自由形状无左手性介质表面可实现 800 倍的左手性密度增强，并实现对左手性热点位置的完全可定制化，以实现直接分子相互作用。我们进一步演示了对手性分析物的超灵敏检测，实现了 116 倍的探测灵敏度提升。最后，我们将平台扩展到测定手性分子浓度并解析手性混合物中的手性过量。该框架为纳米光子平台的检测提供了通用方法，可集成到基于自旋的广泛光子材料中，用于谷峰导电性、手性发射控制及拓扑光子学等应用。