武汉大学在激光构筑功能化金属微纳结构方面取得系列进展

近日，武汉大学物理科学与技术学院丁涛教授课题组利用纳米等离激元的近场增强效应，结合光热、光学力、光化学作用，大大拓展了高精度激光直写所适用的材料体系，并成功获得了一系列具有手性特征的复杂纳米结构，如枝化的银纳米线和金纳米颗粒的手性聚集体。

丁涛教授课题组与徐红星院士团队合作，利用641 nm的连续激光辐照浸没在硝酸银溶液中的银纳米线，结果发现枝化的银纳米片大都出现在远离光照的地方。结合电磁场、固体流体传热和斯托克斯流多个物理场对整个过程进行数值仿真，计算结果表明银线近场产生的梯度力使生成的银纳米颗粒束缚在银线表面，而温差诱导的热泳力是推动银纳米颗粒横向运动的主导作用力，最终在远离光照的端点处得到具有光学活性的分叉结构。

丁涛课题组利用446 nm的连续激光辐照掺杂有金离子的TiO2薄膜，可在TiO2薄膜表面还原析出金颗粒。由于TiO2薄膜中金离子浓度梯度的存在，这些金纳米颗粒的生长呈现出环状排列。与此同时，光热作用使得临近的金颗粒之间发生熔合，随着光照时间的延长，环状排列金颗粒数目不断减少，当颗粒数减少到3个时，这些环状排列的颗粒在概率上表现出几乎均等的左旋或右旋手性特征，并表现出明显的光学活性。

以上工作受到国家重点研发计划和国家自然科学基金项目资助。