文章概覽

在超緊湊器件平臺中實現(xiàn)的手性光源對于各種應用來說是非常理想的。在用于薄膜發(fā)射器件的活性介質(zhì)中，鹵化鉛鈣鈦礦由于其優(yōu)異的性能而被廣泛研究用于光致發(fā)光。然而，迄今為止，還沒有基于鈣鈦礦材料的具有相當程度的圓偏振（DCP）的手性電致發(fā)光的演示，這對于實際器件的開發(fā)至關(guān)重要。在這里，我們提出了基于薄膜鈣鈦礦元腔的手性光源的概念，并通過實驗證明了峰值 DCP 接近 0.38 的手性電致發(fā)光。?

通過設(shè)計由金屬和介電超表面創(chuàng)建的超腔，支持具有接近最大手性響應的光子本征態(tài)。手性腔模式促進沿相反傾斜方向傳播的左右圓偏振波對的不對稱電致發(fā)光。所提出的超緊湊光源對于需要兩種螺旋性的手性光束的許多應用特別有利。

薄膜元腔的概念

元腔的目的是增強活性鈣鈦礦發(fā)射層的 EL 并產(chǎn)生高度手性不對稱性，即支持 LCP 或 RCP 波在傾斜方向的發(fā)射。如圖1A所示，超腔是通過在金屬鏡和專門設(shè)計的超鏡之間堆疊鈣鈦礦發(fā)射層而形成的。為了清楚起見，我們省略了圖 1A 中的電荷傳輸中間層。超鏡的光學作用是雙重的：它作為半透明鏡支持發(fā)射圓偏振波的法布里-珀羅腔模，并抑制發(fā)射相反偏振光的相反旋向的法布里-珀羅腔模。這種特殊功能的關(guān)鍵先決條件是超鏡能夠選擇性地與圓偏振波相互作用。更具體地說，它執(zhí)行交叉偏振反射，與金屬鏡一起構(gòu)建法布里-珀羅環(huán)，金屬鏡也會在反射時反轉(zhuǎn)圓偏振。為了促進特定旋向性的腔模式，超鏡的反射應具有手性不對稱性，無論超鏡類型如何，洛倫茲互易定理僅允許傾斜方向。

此外，互易性意味著這種反射不對稱性對于相反的傾斜方向是相反的。因此，由金屬鏡支持的手性元腔的可行實現(xiàn)必然僅在某些傾斜方向上以高 DCP 發(fā)射。為了整體設(shè)備效率，具有較低且最終為零的 DCP 的排放可能會被最小化。

圖文參考

總結(jié)

文章從理論上闡明了，反演對稱破缺超鏡的幾乎最大手性是由三個偶極矩相互作用產(chǎn)生的：兩個電偶極子（P x和P y）和一個磁偶極子（M z）。此外，我們還解釋了薄膜元腔中手性不對稱性和場增強的物理機制，從而為設(shè)計可同時增強手性發(fā)射強度和DCP的緊湊型EL器件提供了一般策略。

通過實驗演示了一種新型光源，該光源在薄膜器件平臺中表現(xiàn)出手性 EL。許多手性應用需要相同功率的LCP和RCP光（例如，圓二色性和對映體選擇），因此，我們的研究為創(chuàng)新設(shè)備集成和需要超緊湊手性光源的應用提供了新的機會。

* 資料來源于：www.science.org