Pendant longtemps, on a pensé que les solides amorphes n’absorbaient pas sélectivement la lumière en raison de leur structure atomique désordonnée. Cependant, une nouvelle étude de l'Université d'Ottawa réfute cette théorie et montre que les solides amorphes présentent en réalité un dichroïsme, ce qui signifie qu'ils absorbent sélectivement la lumière de différentes polarisations.
Des chercheurs de l'Université d'Ottawa ont découvert que l'utilisation de faisceaux lumineux hélicoïdaux dans des solides désordonnés révèle ce dichroïsme. Cette découverte contredit les croyances antérieures et offre l'opportunité de modifier la façon dont la lumière interagit avec ces matériaux en modifiant les propriétés de la lumière elle-même.
Ces résultats soulignent également l’importance de l’ordre à courte et moyenne portée au sein des solides désordonnés pour influencer la façon dont les matériaux réagissent à la lumière. L'étude, intitulée "Dichroïsme intrinsèque dans les solides amorphes et cristallins avec lumière hélicoïdale", est publiée dans Nature Communications. .
Dirigée par le professeur Ravi Bhardwaj, chercheur au Département de physique qui dirige le groupe de recherche sur la photonique ultrarapide extrême de l'Université d'Ottawa, et les étudiants au doctorat Ashish Jain et Jean-Luc Begin, cette étude d'un an a été menée en collaboration avec les professeurs Thomas Brabec et Paul Corkumat de l'Université d'Ottawa. Complexe de recherche avancée (ARC).
"La recherche a été menée en utilisant des faisceaux lumineux hélicoïdaux transportant un moment cinétique orbital pour sonder les propriétés optiques des matériaux amorphes et cristallins", explique le professeur Bhardwaj. "En utilisant une plaque à cristaux liquides biréfringente, appelée plaque Q, développée par le groupe du professeur Karimi, nous avons pu produire des champs lumineux design avec des fronts d'onde torsadés qui décrivent un motif en tire-bouchon."
Cette recherche a de vastes implications et remet en question les croyances actuelles sur les caractéristiques optiques des solides amorphes. Il présente également la possibilité de contrôler le comportement optique d'un matériau à l'aide de faisceaux lumineux hélicoïdaux. Ces découvertes sont importantes pour plusieurs domaines, notamment la science des matériaux, l'optique et la spectroscopie chioptique.
"Notre équipe a développé une nouvelle méthode pour montrer que les solides non cristallins peuvent présenter un dichroïsme hélicoïdal, ce qui signifie qu'ils réagissent différemment à la lumière qui se tord dans des directions différentes", explique le professeur Bhardwaj. "Les preuves expérimentales ont été complétées par des modèles théoriques développés en collaboration avec le professeur Brabec, offrant une compréhension globale des phénomènes observés."
"La lumière hélicoïdale a servi de sonde indirecte d'ordre à courte et moyenne portée dans les solides désordonnés qui s'étend jusqu'à 2 nm. Nos recherches contribueront aux efforts visant à comprendre la nature mystérieuse des matériaux amorphes", ajoutent Ashish Jain et Jean-Luc. Bégin.
Ce travail fait progresser considérablement notre compréhension des propriétés optiques des matériaux solides. En démontrant l'existence d'un dichroïsme intrinsèque dans les solides cristallins et amorphes, cette recherche ouvre la voie à des applications innovantes et à une exploration plus approfondie des capacités uniques des faisceaux lumineux hélicoïdaux pour sonder et manipuler les propriétés des matériaux.
Plus d'informations : Ashish Jain et al, Dichroïsme intrinsèque dans les solides amorphes et cristallins avec lumière hélicoïdale, Nature Communications (2024). DOI :10.1038/s41467-024-45735-9
Informations sur le journal : Communications naturelles
Fourni par l'Université d'Ottawa
