Uzun bir süre boyunca, amorf katıların düzensiz atomik yapıları nedeniyle ışığı seçici olarak absorbe etmedikleri düşünülüyordu. Ancak, yeni bir uOttawa çalışması bu teoriyi çürütüyor ve amorf katıların aslında dikroizm sergilediğini, yani farklı polarizasyonlardaki ışığı seçici olarak emdiklerini gösteriyor.
Ottawa Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, düzensiz katılarda sarmal ışık ışınları kullanmanın bu dikroizmi ortaya çıkardığını buldular. Bu keşif önceki inanışlarla çelişiyor ve ışığın kendi özelliklerini değiştirerek ışığın bu malzemelerle etkileşim şeklini değiştirme fırsatı sunuyor.
Bu bulgular aynı zamanda düzensiz katılar içindeki kısa-orta menzilli düzenin, malzemelerin ışığa nasıl tepki verdiğini etkilemedeki öneminin altını çiziyor. "Amorf ve kristal katılarda sarmal ışıkla içsel dikroizm" başlıklı çalışma Nature Communications dergisinde yayımlandı.
uOttawa'nın Extreme Ultrafast Photonics araştırma grubunu yöneten Fizik Bölümü araştırmacısı Profesör Ravi Bhardwaj ve doktora öğrencileri Ashish Jain ve Jean-Luc Begin liderliğinde bir yıl süren bu çalışma, profesörler Thomas Brabec ve Paul Corkumat uOttawa'nın İleri Araştırma Kompleksi (ARC) ile işbirliği içinde yürütüldü.
Profesör Bhardwaj, "Araştırma, amorf ve kristal malzemelerin optik özelliklerini incelemek için yörüngesel açısal momentum taşıyan sarmal ışık ışınları kullanılarak gerçekleştirildi" diyor. "Profesör Karimi'nin grubu tarafından geliştirilen q-plaka adı verilen çift kırılımlı bir sıvı kristal plaka kullanarak, tıpkı bir tirbuşon desenini tanımlayan bükülmüş dalga cephelerine sahip tasarımcı ışık alanları üretebildik."
Bu araştırmanın geniş etkileri var ve amorf katıların optik özellikleri hakkındaki mevcut inançlara meydan okuyor. Ayrıca sarmal ışık demetleri kullanarak bir malzemenin optik davranışını kontrol etme fırsatları da sunuyor. Bu bulgular malzeme bilimi, optik ve kiroptik spektroskopi dahil olmak üzere birçok alan için önemlidir.
Profesör Bhardwaj, "Ekibimiz, kristal olmayan katıların sarmal dikroizm sergileyebileceğini göstermek için yeni bir yöntem geliştirdi, bu da farklı yönlerde bükülen ışığa farklı tepki verdikleri anlamına geliyor" diyor. "Deneysel kanıtlar, Profesör Brabec ile işbirliği içinde geliştirilen teorik modellerle tamamlandı ve gözlemlenen olguların kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını sağladı."
"Sarmal ışık, düzensiz katılarda 2 nm'ye kadar uzanan kısa ila orta menzilli düzenin dolaylı bir probu olarak hizmet etti. Araştırmamız amorf malzemelerin gizemli doğasını anlama çabalarına yardımcı olacaktır" diye ekliyor Ashish Jain ve Jean-Luc Bégin.
Bu çalışma, katı hal malzemelerinin optik özelliklerine ilişkin anlayışımızı önemli ölçüde geliştirmektedir. Hem kristal hem de amorf katılarda içsel dikroizmin varlığını ortaya koyan bu araştırma, yenilikçi uygulamaların önünü açmakta ve malzeme özelliklerinin araştırılması ve manipüle edilmesinde sarmal ışık demetlerinin benzersiz yeteneklerinin daha fazla keşfedilmesini sağlamaktadır.
